คู่มือวิศวกรรมประยุกต์

ระบบขับเคลื่อนเฟืองตัวหนอนใน หุ่นยนต์ และระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม — ความแม่นยำ การล็อคตัวเอง และข้อกำหนดการคลายตัว

เหตุใดวิศวกรระบบอัตโนมัติจึงเลือกใช้ชุดขับเคลื่อนเฟืองตัวหนอน แม้ว่าจะมีข้อเสียในด้านประสิทธิภาพ และข้อจำกัดต่างๆ เช่น การคลายตัว ความแม่นยำในการทำซ้ำ และภาระไดนามิก ซึ่งเป็นตัวกำหนดว่าหุ่นยนต์จะทำงานได้ตามความแม่นยำที่กำหนดไว้ตลอดอายุการใช้งานหรือไม่

±0.03°
ความสามารถในการทำซ้ำเชิงมุม
300:1
อัตราส่วนขั้นตอนเดียวสูงสุด
ระบบล็อคอัตโนมัติ
ฟังก์ชันความปลอดภัย
ดีเอ็นไอ5
คลาสความแม่นยำ
⚙ บริษัท เคียร์ เอเวอร์-พาวเวอร์ เวิร์ม เกียร์ จำกัด 📍 เมืองอันซาน จังหวัดคยองกี ประเทศเกาหลี 📧 [email protected]

ความขัดแย้งด้านความแม่นยำ: เหตุใดหุ่นยนต์จึงใช้เฟืองตัวหนอนทั้งๆ ที่ประสิทธิภาพลดลง

วิศวกรเครื่องกลคนใดก็ตามที่ประเมินตัวเลือกการขับเคลื่อนสำหรับข้อต่อหุ่นยนต์จะพบกับความขัดแย้งที่เห็นได้ชัด: ระบบขับเคลื่อนเฟืองตัวหนอนมีประสิทธิภาพเชิงกล 50–751 TP3T ในขณะที่ระบบขับเคลื่อนเฟืองเกลียวมีประสิทธิภาพ 92–961 TP3T ในการออกแบบระบบอัตโนมัติที่คำนึงถึงพลังงาน ความแตกต่างนี้ดูเหมือนจะเป็นข้อเสียอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ข้อต่อเฟืองตัวหนอนปรากฏอยู่ทั่วไปในหุ่นยนต์อุตสาหกรรมและหุ่นยนต์ผ่าตัด แขนหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน ระบบ SCARA และอุปกรณ์กำหนดตำแหน่งอัตโนมัติ เหตุผลไม่ใช่เพราะวิศวกรระบบอัตโนมัติมองข้ามข้อเสียด้านประสิทธิภาพ แต่เป็นเพราะพวกเขากำลังแก้ปัญหาตามข้อกำหนดชุดหนึ่ง ซึ่งระบบขับเคลื่อนเฟืองตัวหนอนมีคุณสมบัติสามประการที่ระบบขับเคลื่อนเฟืองแบบขั้นตอนเดียวขนาดกะทัดรัดอื่นๆ ไม่สามารถให้ได้พร้อมกัน

ประการแรกคือ พฤติกรรมการล็อกตัวเอง ข้อต่อหุ่นยนต์ที่ล็อกตัวเองได้เมื่อตัดกระแสไฟ ไม่จำเป็นต้องใช้เบรกเพื่อยึดตำแหน่งไว้ภายใต้แรงโน้มถ่วง นี่คือฟังก์ชันความปลอดภัยเชิงกลที่สำคัญอย่างยิ่งในแอปพลิเคชันหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน (cobot) ภายใต้มาตรฐาน ISO/TS 15066 ในหุ่นยนต์ผ่าตัดภายใต้มาตรฐาน CE MDR และในแอปพลิเคชันหุ่นยนต์ใดๆ ที่แขนหุ่นยนต์ต้องยึดตำแหน่งไว้หลังจากหยุดฉุกเฉินโดยไม่ต้องพึ่งพาเบรก การล็อกตัวเองเชิงกลนั้นปลอดภัยอย่างสมบูรณ์ ในขณะที่เบรกไฟฟ้าเชิงกลนั้นไม่ปลอดภัยและเพิ่มความซับซ้อนทางกล

เฟืองตัวหนอนและล้อ 1

ประการที่สองคือ อัตราส่วนขั้นตอนเดียวสูง มอเตอร์เซอร์โวที่หมุนด้วยความเร็ว 3,000 รอบต่อนาที ขับเคลื่อนข้อต่อหุ่นยนต์ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 15 รอบต่อนาที ต้องการอัตราทด 200:1 เฟืองตัวหนอนเพียงขั้นเดียวครอบคลุมช่วงทั้งหมดนี้ หากต้องการอัตราส่วนเดียวกัน จะต้องใช้เฟืองเกลียวสามขั้น ซึ่งจะทำให้จำนวนชิ้นส่วนทางกลเพิ่มขึ้นเป็นสามเท่าในข้อต่อหุ่นยนต์ที่มีพื้นที่จำกัด คุณสมบัติประการที่สามคือ รูปแบบการจัดวางแบบมุมฉากที่กะทัดรัด ซึ่งช่วยแก้ปัญหาข้อจำกัดทางเรขาคณิตในการส่งแรงบิดของมอเตอร์เข้าสู่แกนข้อต่อจากทิศทางด้านข้าง ซึ่งเป็นข้อจำกัดที่ปรากฏซ้ำ ๆ ในการออกแบบทางกลของแขนหุ่นยนต์และอุปกรณ์กำหนดตำแหน่ง

ค่าปรับประสิทธิภาพในบริบทนี้: สำหรับข้อต่อหุ่นยนต์ที่เคลื่อนที่โดยเฉลี่ย 2 ชั่วโมงต่อกะทำงาน 8 ชั่วโมง (รอบการทำงาน 25%) ที่กำลังส่งเชิงกล 500 วัตต์ การสูญเสียประสิทธิภาพเพิ่มเติม 35% ของเฟืองตัวหนอนเมื่อเทียบกับชุดเฟืองเกลียว ส่งผลให้เกิดความร้อนเพิ่มขึ้นประมาณ 175 วัตต์ระหว่างการทำงาน หรือประมาณ 350 วัตต์ชั่วโมงต่อกะ ในอัตราค่าไฟฟ้าอุตสาหกรรมของเกาหลี (ประมาณ 90 วอน/กิโลวัตต์ชั่วโมง) จะคิดเป็นค่าใช้จ่ายประมาณ 32 วอนต่อกะ หรือ 8,000 วอนต่อปี เมื่อเทียบกับต้นทุนการออกแบบและการผลิตของข้อต่อเกลียวหลายขั้นตอนที่ซับซ้อนกว่า ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานนี้แทบจะไม่คุ้มค่ากับความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นสำหรับการใช้งานหุ่นยนต์ที่มีภาระงานต่ำถึงปานกลาง

ความสามารถในการทำซ้ำ ความแม่นยำ และการคลายตัว — ตัวเลขในข้อกำหนดหมายความว่าอย่างไรกันแน่

รูปทรงเรขาคณิตการสัมผัสของฟันเฟืองตัวหนอนสำหรับการวัดระยะคลายตัวในการกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำของหุ่นยนต์

รูปทรงการสัมผัสของฟันเฟืองที่บริเวณเฟืองตัวหนอนและล้อเฟือง — จุดที่เกิดการคลายตัวและจุดที่สามารถปรับแต่งได้ในระบบเฟืองตัวหนอนแบบสองแกน

เอกสารข้อมูลจำเพาะของแขนหุ่นยนต์ระบุพารามิเตอร์สองอย่างที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด แต่ในทางเทคนิคแล้วแตกต่างกัน ซึ่งมักทำให้เกิดความสับสนเมื่อเลือกใช้ เฟืองตัวหนอนสำหรับระบบอัตโนมัติ ความสามารถในการทำซ้ำ คือความสามารถในการกลับไปยังตำแหน่งเดิมจากทิศทางเดิมหลังจากผ่านไปหลายรอบ ซึ่งวัดได้จากค่าความคลาดเคลื่อนของคำสั่งกำหนดตำแหน่งที่ทำซ้ำ ความแม่นยำ คือความสามารถในการไปถึงตำแหน่งที่กำหนดซึ่งแตกต่างจากตำแหน่งที่สอนไว้ก่อนหน้านี้ โดยได้รับผลกระทบจากการปรับเทียบ ข้อผิดพลาดของแบบจำลองจลศาสตร์ และข้อผิดพลาดของรูปทรงเรขาคณิตของเฟือง

ผลกระทบเชิงลบส่งผลกระทบต่อทั้งสองกลุ่ม แต่ในรูปแบบที่แตกต่างกัน โดยหลักแล้วจะส่งผลกระทบต่อกลุ่มใดกลุ่มหนึ่ง สองทิศทาง ความสามารถในการทำซ้ำ — ความคลาดเคลื่อนเมื่อเข้าใกล้ตำแหน่งเดียวกันจากทิศทางสลับกัน (ตามเข็มนาฬิกาและทวนเข็มนาฬิกา) เฟืองตัวหนอนมาตรฐานที่มีระยะคลายตัว 0.05–0.10 มม. ที่กระบอกพิทช์จะทำให้เกิดโซนตายเชิงมุม ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อข้อผิดพลาดในการทำซ้ำแบบสองทิศทาง สำหรับเฟืองตัวหนอนที่มีรัศมีพิทช์ 60 มม. ระยะคลายตัว 0.08 มม. = 4.6 ลิปดา = 0.077° ของโซนตายเชิงมุม

สำหรับการทำงานอัตโนมัติแบบหยิบและวางที่หุ่นยนต์เข้าใกล้จากทิศทางเดียวกันเสมอ (ทิศทางเดียว) ระยะคลายตัวนี้จะไม่ส่งผลต่อความแม่นยำในการทำซ้ำ แต่สำหรับหุ่นยนต์เชื่อม ระบบตรวจสอบ และแอปพลิเคชันใดๆ ที่ต้องการความแม่นยำแบบสองทิศทาง ระยะคลายตัวจะต้องได้รับการควบคุม ไม่ว่าจะโดยการระบุเฟืองตัวหนอนแบบคู่ที่มีระยะคลายตัวที่ปรับได้ หรือโดยการใช้ซอฟต์แวร์ชดเชยระยะคลายตัวในตัวควบคุมหุ่นยนต์

ประเภทหุ่นยนต์ / ระบบ ข้อกำหนดการตอบโต้ แนวทางการกำหนดทิศทาง คำแนะนำเกี่ยวกับอุปกรณ์ อัตราส่วนทั่วไป
การหยิบและวาง (การจัดเรียงบนพาเลท) < 0.15 มม. ยอมรับได้ ทิศทางเดียว เฟืองตัวหนอนมาตรฐาน DIN8 20:1 – 80:1
การเชื่อม/ประกอบ SCARA < 0.05 มม. สองทิศทาง หนอนคู่ DIN6–DIN7 60:1 – 120:1
การตรวจสอบโดยใช้ระบบนำทางด้วยภาพ < 0.02 มม. สองทิศทาง + จุดหยุด เฟืองตัวหนอนคู่ DIN5, ส่วนประกอบซอฟต์แวร์ 80:1 – 200:1
หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน (โคบอท) < 0.08 มม. สองทิศทาง หนอนคู่ DIN6 40:1 – 100:1
การติดตามแสงอาทิตย์/เสาอากาศ < 0.10 มม. ส่วนใหญ่เป็นแบบส่งทางเดียว หนอนมาตรฐานหรือหนอนคู่ 80:1 – 300:1
เครื่องจัดตำแหน่งทดสอบอัตโนมัติ < 0.01 มม. สองทิศทาง เฟืองตัวหนอนแบบดูเพล็กซ์ DIN5 + ฟีดแบ็กตัวเข้ารหัส 100:1 – 300:1

การรับภาระแบบไดนามิกในระบบอัตโนมัติ — แรงบิดเร่งความเร็ว แรงเฉื่อย และรอบการทำงาน

แรงบิดพิกัดของชุดเฟืองตัวหนอน คือ ความสามารถในการรับแรงบิดอย่างต่อเนื่องภายใต้สภาวะคงที่ ในการใช้งานหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ แรงบิดทันทีจริงในช่วงการเร่งความเร็วและการลดความเร็วต่างหากที่เป็นข้อกำหนดที่สำคัญ ไม่ใช่แรงบิดขณะทำงาน ข้อต่อของหุ่นยนต์ที่รับน้ำหนัก 10 กิโลกรัมด้วยความเร็วคงที่ จะสร้างแรงบิดที่จำเป็นในการพยุงน้ำหนักนั้นต้านแรงโน้มถ่วง ข้อต่อเดียวกันนี้ หากเร่งความเร็วจากหยุดนิ่งไปจนถึงความเร็วเต็มที่ใน 0.2 วินาที จะสร้างแรงบิดจากการเร่งความเร็วที่อาจมากกว่าแรงบิดขณะทำงานถึง 3-5 เท่า

การประมาณค่าแรงบิดสูงสุดสำหรับระบบขับเคลื่อนข้อต่อหุ่นยนต์
T_peak = T_gravity + T_inertia = (F_payload × r_arm × cos θ) + (J_total × α)
T_gravity = แรงบิดโน้มถ่วงของน้ำหนักบรรทุกที่การยืดแขนสูงสุดและมุม θ จากแนวราบ
J_total = โมเมนต์ความเฉื่อยรวมที่ข้อต่อ (น้ำหนักบรรทุก + โครงสร้างแขน + โมเมนต์ความเฉื่อยสะท้อนจากเฟือง)
α = ความเร่งเชิงมุมร่วม (เรเดียน/วินาที²) — กำหนดโดยโปรไฟล์ความเร็วของตัวควบคุมหุ่นยนต์
ตัวอย่าง: น้ำหนักบรรทุก 5 กก. ที่รัศมี 0.5 ม. มุม 45° ความเร่ง 300°/s² → T_peak ≈ 17.4 + 22.3 = 39.7 Nm สูงสุด เทียบกับแรงบิดขณะวิ่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง 11.8 Nm — การขยายแบบไดนามิก 3.4 เท่า

สำหรับ เฟืองตัวหนอนอัตโนมัติ ตามข้อกำหนด ตัวประกอบการใช้งานที่ใช้กับแรงบิดที่กำหนดต้องคำนึงถึงการขยายตัวแบบไดนามิกนี้ด้วย ตัวประกอบการใช้งานทั่วไปในอุตสาหกรรมที่ 1.5 นั้นไม่เพียงพอสำหรับการใช้งานหุ่นยนต์ที่มีรอบการทำงานสูง วิธีที่ถูกต้องคือการคำนวณแรงบิดสูงสุดโดยตรงและเลือกโมดูลเกียร์เพื่อให้แน่ใจว่าแรงบิดสูงสุดอยู่ภายในขีดความสามารถในการรับภาระเกินของชุดเกียร์ (โดยทั่วไปคือ 2 เท่าของแรงบิดที่กำหนดอย่างต่อเนื่องสำหรับแรงบิดสูงสุดในช่วงเวลาสั้นๆ)

การคำนวณรอบการทำงาน

ระบบขับเคลื่อนอัตโนมัติไม่ค่อยทำงานที่ภาระคงที่ แรงบิด RMS ตลอดวงจรการเคลื่อนที่ทั้งหมดเป็นเกณฑ์มาตรฐานที่ถูกต้องสำหรับการกำหนดขนาดทางความร้อน ในขณะที่แรงบิดสูงสุดจะกำหนดข้อกำหนดด้านความแข็งแรงเชิงกล สำหรับหุ่นยนต์หยิบและวางที่มีเวลาวงจร 80% ที่แรงบิดสูงสุด 30% และ 20% ที่แรงบิดสูงสุด 100% แรงบิด RMS จะอยู่ที่ประมาณ 47% ซึ่งแตกต่างจากทั้งค่าสูงสุดและค่าขณะทำงานอย่างมาก

แรงเฉื่อยสะท้อน

เพลาของมอเตอร์จะรับรู้แรงเฉื่อยของโหลดที่สะท้อนผ่านอัตราทดเกียร์ยกกำลังสอง (J_reflected = J_load / i²) อัตราทดเกียร์สูงจะช่วยลดแรงเฉื่อยที่สะท้อนกลับได้อย่างมาก — เกียร์หนอนอัตราทด 100:1 จะลดแรงเฉื่อยของโหลดที่มอเตอร์รับรู้ได้ถึง 10,000 เท่า นี่คือเหตุผลที่เกียร์หนอนอัตราทดสูงช่วยให้มอเตอร์เซอร์โวขนาดเล็กสามารถเร่งความเร็วโหลดขนาดใหญ่ได้ — การจับคู่แรงเฉื่อยนั้นเหมาะสมแม้ว่าประสิทธิภาพจะอยู่ในระดับปานกลางก็ตาม

ความแข็งและความสั่นสะเทือน

ความแข็งแกร่งในการบิดของเฟืองมีผลต่อความถี่ธรรมชาติของแขนหุ่นยนต์ภายใต้การรับน้ำหนักแบบไดนามิก เฟืองที่แข็งกว่า (ความแข็งแกร่งในการสัมผัสแบบเฮิรตซ์ที่สูงขึ้น ซึ่งเพิ่มขึ้นตามโมดูลและคุณภาพของรูปแบบการสัมผัส) จะเพิ่มความถี่ธรรมชาติ ลดความเสี่ยงของการเกิดเรโซแนนซ์ภายในช่วงความเร็วในการทำงาน รูปแบบการสัมผัสที่บันทึกไว้ของ Korea Ever-Power (ความกว้างหน้าสัมผัส ≥70%) มีส่วนช่วยโดยตรงต่อความแข็งแกร่งของเฟืองที่คาดการณ์ได้

หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานและมาตรฐาน ISO/TS 15066 — การล็อกตัวเองเป็นฟังก์ชันด้านความปลอดภัย

ISO/TS 15066:2016 กำหนดข้อกำหนดสำหรับแอปพลิเคชันหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน (Collaborative Robot) ที่หุ่นยนต์ทำงานในพื้นที่ทำงานร่วมกับคนงาน พารามิเตอร์ด้านความปลอดภัยที่สำคัญคือพฤติกรรมของหุ่นยนต์เมื่อระบบความปลอดภัยสั่งให้หยุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในข้อต่อแกนแนวตั้งที่แรงโน้มถ่วงจะทำให้แขนหุ่นยนต์ตกลงมาหากระบบขับเคลื่อนไม่สามารถรักษาตำแหน่งไว้ได้

ในการออกแบบหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานโดยใช้ข้อต่อเฟืองตัวหนอน พฤติกรรมการล็อกตัวเองโดยธรรมชาติของเฟืองตัวหนอนแบบเริ่มต้นเดียวที่อัตราส่วน 20:1 ขึ้นไป จะให้ฟังก์ชันการยึดตำแหน่งเชิงกลที่ไม่ขึ้นอยู่กับกำลังไฟฟ้า แรงบิดยึดของมอเตอร์ หรือเบรกไฟฟ้าเชิงกล ซึ่งช่วยลดความซับซ้อนของสถาปัตยกรรมด้านความปลอดภัย: การล็อกตัวเองของเฟืองตัวหนอนเป็นฟังก์ชันความปลอดภัยแบบพาสซีฟที่ไม่ขึ้นอยู่กับกำลังไฟฟ้า ซึ่งสามารถรวมอยู่ในการวิเคราะห์ฟังก์ชันความปลอดภัยภายใต้มาตรฐาน IEC 62061 หรือ ISO 13849 ได้ ข้อต่อเฟืองตัวหนอนแบบล็อกตัวเองนี้ช่วยให้บรรลุระดับฟังก์ชันความปลอดภัย PLd (ระดับประสิทธิภาพ d) สำหรับการยึดตำแหน่งในรูปแบบที่ใช้งานได้

ข้อกำหนดสำคัญสำหรับการล็อกตัวเองของหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน: ต้องตรวจสอบฟังก์ชันการล็อคตัวเองที่อุณหภูมิการทำงานสูงสุดโดยใช้สารหล่อลื่นที่ระบุไว้จริง ไม่ใช่ที่อุณหภูมิห้องในห้องปฏิบัติการ ชุดขับข้อต่อหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานที่อุณหภูมิตัวเรือน 68°C โดยใช้น้ำมันสังเคราะห์ความหนืดต่ำ อาจไม่ตรงตามเงื่อนไขการล็อคตัวเองที่ชุดขับเดียวกันนี้ตรงตามเงื่อนไขที่อุณหภูมิ 25°C โดยใช้น้ำมันแร่มาตรฐาน ขอให้ระบุการคำนวณการล็อคตัวเองที่อุณหภูมิการทำงานที่กำหนดไว้เป็นส่วนหนึ่งของเอกสารการตรวจสอบการออกแบบ Korea Ever-Power ให้บริการการคำนวณนี้เป็นมาตรฐานสำหรับชุดเฟืองตัวหนอนแบบสตาร์ทเดี่ยวที่สั่งซื้อสำหรับการใช้งานด้านความปลอดภัย

วิศวกรรมระบบอัตโนมัติในทางปฏิบัติ

สี่คุณสมบัติของเฟืองตัวหนอนสำหรับหุ่นยนต์ — ความแม่นยำ ความปลอดภัย และโซลูชันอัตราส่วนที่กำหนดเอง

เมืองอุลซาน ประเทศเกาหลี · OEM หุ่นยนต์ประกอบยานยนต์
ข้อต่อ SCARA — อัตราส่วนที่กำหนดเองสำหรับการจับคู่ความเร็วของมอเตอร์เซอร์โว

ท้าทาย: ผู้ผลิตหุ่นยนต์ SCARA สำหรับงานเชื่อมตัวถังรถยนต์จากเกาหลีใต้ต้องการอัตราทดเฟืองตัวหนอนที่ตรงกับจุดการทำงานของมอเตอร์เซอร์โวที่เฉพาะเจาะจงของพวกเขา ความเร็วรอบมอเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับกราฟแรงบิด-ความเร็วของพวกเขาคือ 2,800 รอบต่อนาที ความเร็วรอบเอาต์พุตของรอยเชื่อมที่ต้องการคือ 72 รอบต่อนาที อัตราทดที่ต้องการคือ 38.9:1 ซึ่งไม่มีอยู่ในแคตตาล็อกมาตรฐานใดๆ การสั่งซื้ออัตราทดที่ใกล้เคียงที่สุดในแคตตาล็อก (40:1) จะต้องลดจุดการทำงานของมอเตอร์เซอร์โวลง 2.75% ซึ่งยอมรับได้สำหรับการทำงานต่อเนื่อง แต่จะทำให้ความแม่นยำลดลงอย่างเห็นได้ชัดในเส้นทางการเชื่อมที่มีรอบสูง

สารละลาย: บริษัท Korea Ever-Power ผลิตชุดเฟืองตัวหนอนกึ่งสั่งทำระดับ 3: z2 = ล้อ 39 ฟัน บนเครื่องมือกัดขึ้นรูปมาตรฐาน M5 จับคู่กับเพลาตัวหนอนแบบขึ้นต้นเดียวที่เจียรให้ได้รูปทรงเรขาคณิตที่แม่นยำ 39:1 อัตราส่วนที่ไม่เป็นมาตรฐานนี้ไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องมือใหม่ เพียงแค่เปลี่ยนการตั้งค่าเฟืองดัชนีบนเครื่องกัดขึ้นรูปเท่านั้น ระยะเวลานำส่ง: 5 สัปดาห์สำหรับชุดแรก หุ่นยนต์ทำงานได้ตรงตามข้อกำหนดความแม่นยำของเส้นทาง (±0.04 มม. ที่ข้อต่อ) โดยไม่ต้องปรับขนาดมอเตอร์เซอร์โวใหม่

✓ อัตราส่วนที่กำหนดเอง 39:1 · ไม่ต้องสร้างเครื่องมือใหม่ · ความแม่นยำของเส้นทาง ±0.04 มม. · ระยะเวลานำส่ง 5 สัปดาห์
นครโฮจิมินห์ ประเทศเวียดนาม · การหยิบและวางชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
การสึกหรอจากการใช้งานรอบสูง — การปรับปรุงวัสดุช่วยป้องกันการเปลี่ยนชิ้นส่วนทุก 6 เดือน

ท้าทาย: บริษัทรับจ้างผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ในเวียดนาม ซึ่งดำเนินงานสายการประกอบแบบหยิบและวางตลอด 24 ชั่วโมง 7 วันต่อสัปดาห์ ต้องเปลี่ยนล้อเฟืองตัวหนอนทุกๆ 5-7 เดือน ในหุ่นยนต์วางชิ้นส่วนความเร็วสูง อัตราการทำงานอยู่ที่ 380 รอบต่อนาที ตลอดวันทำงาน 22 ชั่วโมง หรือประมาณ 500,000 การสัมผัสของฟันเฟืองต่อกะทำงาน 8 ชั่วโมง การวิเคราะห์ด้วยเครื่องวัดพิกัดสามมิติ (CMM) ของล้อเฟืองที่ชำรุด แสดงให้เห็นถึงการสึกหรอแบบขัดถูอย่างต่อเนื่อง ซึ่งสอดคล้องกับความแตกต่างของความแข็งที่ไม่เพียงพอ: เพลาเป็นเหล็กกล้าชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำ C45 (ความแข็งผิว 48 HRC ณ เวลาที่ตรวจสอบ) และล้อเฟืองบรอนซ์ได้ถึงขีดจำกัดของระยะห่างก่อนที่จะเกิดรอยขีดข่วนที่มองเห็นได้

สารละลาย: บริษัท Korea Ever-Power ได้ทำการอัพเกรด: เพลา C45 ชุบแข็งด้วยการเหนี่ยวนำ → เพลา 40Cr ชุบแข็งตลอดผิวที่ 54 HRC โดยมีขนาดโมดูลและรูเท่าเดิม ความแข็งผิวที่เพิ่มขึ้นอีก 6 HRC ทำให้ความแตกต่างของความแข็งเมื่อเทียบกับล้อบรอนซ์ดีบุกเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอโดยตรงตามสัดส่วนของความแตกต่างของความแข็งยกกำลังสอง ขนาดรูและโมดูลเท่าเดิม สามารถเปลี่ยนแทนของเดิมได้ทันที พร้อมเอกสารยืนยันการอัพเกรดวัสดุ

✓ อัพเกรดเป็น 40Cr · เปลี่ยนแทนของเดิมได้ทันที · อายุการใช้งาน >18 เดือน (ตรวจสอบแล้ว) · ไม่ต้องดัดแปลงใดๆ
สิงคโปร์ · หุ่นยนต์สำหรับจัดการแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์
ระบบขับเคลื่อนโครงสร้างแบบแม่นยำสูง — ข้อกำหนดด้านความแม่นยำในการทำซ้ำ ±0.02 มม. ในช่วงอุณหภูมิการทำงาน

ท้าทาย: ผู้ผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์รายหนึ่งกำลังออกแบบโครงสร้างสำหรับเคลื่อนย้ายเวเฟอร์ในโรงงานผลิตขนาด 200 มม. โดยต้องการชุดขับเคลื่อนเฟืองตัวหนอนสำหรับแกน θ (การกำหนดตำแหน่งแบบหมุน) ที่มีความแม่นยำในการเคลื่อนที่ซ้ำได้สองทิศทาง ±0.02 มม. ที่ตัวยึดเวเฟอร์ (เทียบเท่ากับ ±0.019° ที่เฟืองตัวหนอนรัศมีพิตช์ 60 มม.) ความท้าทายคือการรักษาคุณสมบัตินี้ให้อยู่ในระดับอุณหภูมิ 20°C–40°C ภายในตัวเครื่อง เนื่องจากระยะห่างของเฟืองตัวหนอนมาตรฐานจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิเนื่องจากการขยายตัวทางความร้อนที่แตกต่างกันทำให้รูปทรงของฟันเฟืองเปลี่ยนแปลงไป

สารละลาย: บริษัท Korea Ever-Power ได้จัดหาชุดเฟืองตัวหนอนแบบคู่ (ปรับระยะคลายตัวได้) ที่ได้รับการสอบเทียบให้มีระยะคลายตัวเป็นศูนย์ที่อุณหภูมิการทำงานเฉลี่ย 30°C การออกแบบแบบคู่ช่วยให้สามารถปรับระยะคลายตัวใหม่ได้หากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิทำให้เกิดการคลาดเคลื่อน โดยไม่ต้องถอดชุดเฟืองออกจากหุ่นยนต์ การทดสอบรับรองคุณภาพจากผู้ผลิตอุปกรณ์ยืนยันความแม่นยำในการเคลื่อนที่สองทิศทาง ±0.018° ตลอดช่วงอุณหภูมิทั้งหมด ซึ่งตรงตามข้อกำหนด ±0.019° โดยมีค่าเผื่อเหลือ

✓ เฟืองตัวหนอนแบบดูเพล็กซ์ · ความแม่นยำในการหมุนสองทิศทาง ±0.018° · ทนต่ออุณหภูมิ · ตรงตามข้อกำหนดโดยมีส่วนเผื่อ
จังหวัดคยองกี ประเทศเกาหลี · ผู้บูรณาการหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน
เอกสารประกอบการใช้งานข้อต่อแขนหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน (Cobot Arm Joint) — ระบบล็อคอัตโนมัติเพื่อความปลอดภัย สำหรับการรับรองมาตรฐาน CE

ท้าทาย: บริษัทผู้ประกอบระบบหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน (cobot) จากเกาหลี กำลังเตรียมเอกสารทางเทคนิค CE สำหรับหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน 6 องศาอิสระ (6-DoF) รุ่นใหม่ ภายใต้ข้อกำหนดด้านเครื่องจักร 2006/42/EC และมาตรฐาน ISO/TS 15066 การวิเคราะห์ฟังก์ชันความปลอดภัยสำหรับการยึดตำแหน่งข้อต่อข้อมือภายใต้มาตรฐาน ISO 13849 กำหนดให้มีการประเมินระดับประสิทธิภาพ (PL) สำหรับฟังก์ชันการล็อกตัวเองเชิงกลของชุดขับเคลื่อนเฟืองตัวหนอน บริษัทผู้ประกอบระบบต้องการหลักฐานที่เป็นเอกสารว่าพฤติกรรมการล็อกตัวเองของเฟืองตัวหนอนเป็นไปตามเงื่อนไขที่กำหนดสำหรับการมีส่วนร่วมในระดับ PLd

สารละลาย: บริษัท Korea Ever-Power ได้จัดทำเอกสารการตรวจสอบการล็อกตัวเองอย่างเป็นทางการสำหรับชุดเฟืองเฉพาะชุดหนึ่ง โดยระบุรายละเอียดดังนี้: การคำนวณมุมนำที่รูปทรงเรขาคณิตของระยะห่างฟันเฟืองที่กำหนด; ช่วงค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่อุณหภูมิใช้งาน (25°C–70°C) โดยใช้สารหล่อลื่นที่กำหนด; ระยะปลอดภัยของการล็อกตัวเองที่อุณหภูมิสูงสุด (70°C สถานการณ์แรงเสียดทานต่ำสุด); และการยืนยันว่าฟังก์ชันการล็อกตัวเองเป็นกลไกแบบพาสซีฟที่ไม่ขึ้นอยู่กับกำลังไฟฟ้า เอกสารนี้ได้รับการยอมรับจากหน่วยงานที่ได้รับแจ้งว่าเป็นหลักฐานสนับสนุนสำหรับการกำหนดฟังก์ชันความปลอดภัย PLd

✓ ฟังก์ชันการล็อคตัวเองของ PLd ได้รับการบันทึกไว้แล้ว · เอกสารทางเทคนิค CE ได้รับการยอมรับแล้ว · ข้อสงสัยจากหน่วยงานที่ได้รับแจ้งได้รับการแก้ไขแล้ว

ผลิตภัณฑ์เอเวอร์พาวเวอร์จากเกาหลี

ผลิตภัณฑ์เฟืองตัวหนอนสำหรับหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ

เฟืองตัวหนอนคู่ — ระบบขับเคลื่อนข้อต่อหุ่นยนต์
ความแม่นยำ · ปรับระยะคลายได้ · DIN5–7
เฟืองตัวหนอนคู่ — ระบบขับเคลื่อนข้อต่อหุ่นยนต์
ข้อกำหนดเฉพาะสำหรับหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติที่ต้องการความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งแบบสองทิศทางตลอดอายุการใช้งานของระบบ เพลาหนอนแบบสองเกลียว — ที่ด้านซ้ายและขวาของเกลียวมีค่าความนำที่แตกต่างกันเล็กน้อย — ช่วยให้สามารถควบคุมการคลายตัวได้โดยการปรับตำแหน่งตามแนวแกนของเพลาหนอนภายในตัวเรือน: การเลื่อนเพลาเข้าหาล้อจะทำให้ส่วนที่หนากว่าของเกลียวหนอนเข้าสู่การจับคู่ ลดช่องว่างระหว่างเกลียวหนอนและฟันล้อให้เหลือเกือบศูนย์ ในหุ่นยนต์ 6 องศาอิสระที่ทำงาน 20 ชั่วโมงต่อวัน การคลายตัวเชิงกลของข้อต่อเฟืองหนอนมาตรฐานจะเพิ่มขึ้นจากข้อกำหนดเริ่มต้น (โดยทั่วไป 0.03–0.08 มม.) เป็น 0.20–0.35 มม. ในช่วง 12–18 เดือน เนื่องจากการสึกหรอของด้านฟันล้อระหว่างการทำงานรอบสูง เพลาหนอนแบบสองเกลียวช่วยให้สามารถแก้ไขการคลายตัวนี้ได้ในขั้นตอนการบำรุงรักษา 15 นาที — การเลื่อนเพลาตามแนวแกน — โดยไม่ต้องถอดชุดเฟืองออกจากหุ่นยนต์หรือเปลี่ยนชิ้นส่วนใดๆ สามารถปรับตั้งใหม่ได้ 4–6 ครั้งตลอดอายุการใช้งานของชุดเกียร์ คุณสมบัติการล็อคตัวเองยังคงทำงานได้อย่างสมบูรณ์ตลอดช่วงการปรับตั้งสำหรับการกำหนดค่าแบบเริ่มครั้งเดียว ซึ่งช่วยรักษาฟังก์ชันด้านความปลอดภัย ระดับความแม่นยำ DIN5 ถึง DIN7 ขึ้นอยู่กับข้อกำหนด รูปแบบหน้าสัมผัส ≥ 70% ได้รับการบันทึกไว้ มีจำหน่ายในวัสดุ SS316 สำหรับการใช้งานในห้องปลอดเชื้อและระบบอัตโนมัติที่เกี่ยวข้องกับอาหาร มีเอกสารการตรวจสอบการล็อคตัวเองอย่างเป็นทางการสำหรับข้อกำหนด CE Machinery Directive และการยื่นขออนุมัติฟังก์ชันความปลอดภัยของโคบอท
กระแสต่อต้านปรับได้ตั้งแต่ใกล้ศูนย์องศา — ไม่ต้องเปลี่ยนชิ้นส่วนใดๆ
คลาสความแม่นยำDIN5, DIN6 หรือ DIN7
ล็อคตัวเองรักษาไว้ผ่านช่วงการปรับแต่ง
การปรับตัวใหม่4–6 รอบตลอดอายุการใช้งาน
การสนับสนุน CEเอกสารเกี่ยวกับฟังก์ชันความปลอดภัยแบบล็อคอัตโนมัติ

ดูรายละเอียด →

ชุดเฟืองตัวหนอนเหล็กอัลลอย — ข้อกำหนดเฉพาะสำหรับระบบอัตโนมัติแบบกำหนดเอง
อัตราส่วนที่กำหนดเอง · ความแม่นยำสูง · เริ่มหลายตัวพร้อมกัน
ชุดเฟืองตัวหนอนเหล็กอัลลอย — ข้อกำหนดเฉพาะสำหรับระบบอัตโนมัติแบบกำหนดเอง
อัตราส่วนมาตรฐานในแคตตาล็อก (5, 7.5, 10, 15, 20, 25, 30, 40:1…) ถูกกำหนดโดยการใช้งานในอุตสาหกรรมทั่วไป ระบบหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติมักถูกออกแบบโดยคำนึงถึงจุดการทำงานของเซอร์โวมอเตอร์และข้อกำหนดทางจลศาสตร์ที่อยู่ระหว่างอัตราส่วนในแคตตาล็อก — 37:1, 43:1, 67:1, 84:1 บริษัท Korea Ever-Power ผลิตอัตราส่วนจำนวนเต็มใดๆ ตั้งแต่ 5:1 ถึง 300:1 ในขนาดโมดูลมาตรฐาน (M0.5 ถึง M10) ในรูปแบบการกำหนดแบบกึ่งกำหนดเองระดับ 3 โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือใหม่ และมีระยะเวลานำส่งที่เทียบเท่ากับการจัดหาตามแคตตาล็อกเมื่อสั่งซื้อซ้ำ การกำหนดค่าแบบหลายสตาร์ท (z1=2 หรือ z1=4) มีให้เลือกใช้ในกรณีที่ต้องการปรับปรุงประสิทธิภาพควบคู่ไปกับอัตราส่วนเฉพาะ — ตัวอย่างเช่น ชุดสี่สตาร์ท 20:1 ที่มีประสิทธิภาพ 85% แทนที่จะเป็นชุดสตาร์ทเดียว 20:1 ที่มีประสิทธิภาพ 68% เพลาหนอนเหล็กอัลลอย (40Cr ชุบแข็งถึง 50–56 HRC หรือ SCM415 ชุบแข็งถึง 58–62 HRC สำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูงและรอบการทำงานสูง) และล้อบรอนซ์ดีบุก ZCuSn10Pb1 เป็นวัสดุมาตรฐานที่ใช้ในแต่ละชุด ทุกชุดประกอบด้วยรายงานการตรวจสอบขนาดด้วยเครื่อง CMM, ภาพถ่ายรูปแบบการสัมผัส (≥70% ยืนยันแล้ว) และใบรับรองวัสดุ สำหรับโครงการจัดหาอุปกรณ์อัตโนมัติที่มีการสั่งซื้อซ้ำในข้อกำหนดเดียวกัน สามารถจัดทำข้อตกลงการสั่งซื้อแบบเหมาจ่ายพร้อมราคาคงที่และระยะเวลารอคอย 2–3 สัปดาห์ได้
ช่วงอัตราส่วนจำนวนเต็มใดๆ 5:1 – 300:1
เริ่มหลายรอบz1=1, 2 หรือ 4 พร้อมใช้งาน
โมดูลM0.5 – M10
ระยะเวลานำส่งระยะเวลาจัดส่งปกติ 3-5 สัปดาห์ สั่งซื้อใหม่ 2 สัปดาห์
โครงการจัดหาสามารถสั่งซื้อแบบเหมาได้

ดูรายละเอียด →

เกียร์ทดกำลังแบบหนอนสำหรับติดตั้งเซอร์โวมอเตอร์ สำหรับระบบอัตโนมัติ
ตัวลดเกียร์แบบปิด · ตัวยึดหน้าแปลนเซอร์โว
เกียร์ทดกำลังแบบหนอนสำหรับติดตั้งเซอร์โวมอเตอร์ สำหรับระบบอัตโนมัติ
สำหรับงานระบบอัตโนมัติและหุ่นยนต์ที่ต้องการชุดขับเคลื่อนแบบปิดสนิทครบวงจร — การติดตั้งมอเตอร์แบบหน้าแปลน, ตัวเรือน IP54 หรือ IP65, สารหล่อลื่นที่เติมไว้ล่วงหน้า, เพลาส่งออก หรือรูกลวง — ตัวลดเกียร์หนอนแบบเข้ากันได้กับเซอร์โวของ Korea Ever-Power ให้ชุดเกียร์ที่มีความแม่นยำสูงในตัวเรือนที่ออกแบบมาสำหรับการติดตั้งมอเตอร์เซอร์โวโดยตรง ชุดเกียร์หนอนภายในตัวลดเกียร์เป็นไปตามมาตรฐานความแม่นยำเดียวกัน (DIN6–DIN7 เป็นมาตรฐาน, DIN5 ตามคำขอ) ข้อกำหนดวัสดุ และข้อกำหนดเอกสารเช่นเดียวกับชุดเกียร์เปล่า ตัวเรือนทำจากโลหะผสมอลูมิเนียม (น้ำหนักเบาสำหรับการรวมเข้ากับแขนหุ่นยนต์) พร้อมตัวเลือกการเคลือบผิวแบบอะโนไดซ์หรือเคลือบผิวเพื่อความเข้ากันได้กับห้องปลอดเชื้อ การเชื่อมต่ออินพุตรองรับขนาดเฟรมมอเตอร์เซอร์โว IEC 56 ถึง IEC 132 การกำหนดค่าเอาต์พุต: เพลาแข็ง รูกลวง และแบบหน้าแปลน สำหรับตัวกำหนดตำแหน่งหุ่นยนต์หลายแกนและระบบอัตโนมัติแบบโครงสร้าง การใช้ชุดเกียร์ที่เหมือนกันในตัวเรือนตัวลดเกียร์ช่วยลดความซับซ้อนของการรวมทางกลในขณะที่ยังคงรักษาคุณภาพของข้อกำหนดที่จำเป็นสำหรับความแม่นยำของหุ่นยนต์ สำหรับข้อมูลจำเพาะของตัวลดเกียร์หนอนแบบรวมสำหรับงานระบบอัตโนมัติและตัวกำหนดตำแหน่ง โปรดดูที่เว็บไซต์ของเรา: wormgearreduer.top
ที่อยู่อาศัยอะลูมิเนียม, IP54 หรือ IP65
แท่นยึดมอเตอร์IEC 56 – IEC 132
เอาต์พุตเพลาตัน รูกลวง หน้าแปลน
ความแม่นยำมาตรฐาน DIN6–DIN7 DIN5 สามารถสั่งทำได้ตามต้องการ
เอกสารประกอบเหมือนกับชุดเฟืองเปล่ามาตรฐาน

ดูรายละเอียด →

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ

เฟืองตัวหนอนในหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ — คำถามจากวิศวกรเครื่องกลและวิศวกรควบคุม

เราวัดระยะคลายตัวของเฟืองตัวหนอนอย่างไร และตัวเลขในเอกสารข้อมูลจำเพาะมีความสัมพันธ์กับข้อผิดพลาดในการกำหนดตำแหน่งที่ฉันจะเห็นในหุ่นยนต์ของฉันอย่างไร?+

โดยทั่วไปแล้ว การคลายตัว (backlash) ในชุดเฟืองตัวหนอนจะวัดจากการเคลื่อนที่เชิงมุมของเพลาส่งออก เมื่อเพลาป้อนเข้าถูกยึดไว้กับที่ และเพลาส่งออกหมุนสลับกันไปในทั้งสองทิศทางด้วยแรงบิดที่ทราบค่า – ความแตกต่างเชิงมุมระหว่างสองตำแหน่งนี้คือมุมคลายตัว มุมนี้จะถูกรายงานเป็นค่าเชิงเส้นที่กระบอกพิทช์ (มุมคลายตัว × รัศมีพิทช์) ความสัมพันธ์ระหว่างค่านี้กับข้อผิดพลาดตำแหน่งของหุ่นยนต์ขึ้นอยู่กับวิธีที่หุ่นยนต์เข้าใกล้เป้าหมาย: การเข้าใกล้แบบทิศทางเดียว (จากทิศทางเดียวกันเสมอ) จะไม่มีการปรับค่าการคลายตัวเลย ในขณะที่การเข้าใกล้แบบสองทิศทางจะถือว่าการคลายตัวทั้งหมดเป็นโซนตาย สำหรับเฟืองตัวหนอนที่มีรัศมีพิทช์ 60 มม. การคลายตัว 0.08 มม. = 4.6 อาร์คมินิต = 0.077° โซนตายเชิงมุม ที่จุดศูนย์กลางเครื่องมือของหุ่นยนต์ซึ่งอยู่ห่างจากข้อต่อ 500 มม. จะแปลงเป็นข้อผิดพลาดตำแหน่ง TCP ประมาณ 0.67 มม. – ซึ่งมีความสำคัญสำหรับการประกอบที่แม่นยำ แต่ยอมรับได้สำหรับการใช้งานในการจัดการวัสดุหลายประเภท

ฉันสามารถใช้ซอฟต์แวร์ในการชดเชยการคลายตัวของเฟืองแทนการใช้เฟืองตัวหนอนคู่ได้หรือไม่?+

ใช่ การชดเชยแบ็คแลชด้วยซอฟต์แวร์มีประสิทธิภาพสำหรับการใช้งานอัตโนมัติหลายอย่าง ตัวควบคุมหุ่นยนต์จะจัดเก็บค่าแบ็คแลชที่ทราบสำหรับแต่ละข้อต่อ และเพิ่มการเคลื่อนที่ชดเชยล่วงหน้าก่อนการเปลี่ยนทิศทางใดๆ — โดยเคลื่อนที่ผ่านเป้าหมายด้วยระยะแบ็คแลชในทิศทางเข้าหา จากนั้นจึงเปลี่ยนทิศทางกลับไปยังเป้าหมาย วิธีนี้ช่วยขจัดข้อผิดพลาดในการทำซ้ำแบบสองทิศทางสำหรับการกำหนดตำแหน่งแบบกึ่งคงที่ ข้อจำกัด: (1) การชดเชยด้วยซอฟต์แวร์ใช้ได้กับแบ็คแลชคงที่ที่ทราบค่า หากแบ็คแลชเพิ่มขึ้นตามการสึกหรอ ค่าชดเชยจะต้องได้รับการอัปเดตเป็นประจำ (2) การชดเชยแบบไดนามิกมีความซับซ้อนกว่าและมีประสิทธิภาพน้อยกว่าที่ความเร็วสูง (3) ความยืดหยุ่นในการเข้าคู่ของเฟืองยังคงมีอยู่แม้ว่าจะชดเชยข้อผิดพลาดตำแหน่งเฉลี่ยแล้วก็ตาม — การสั่นสะเทือนจากการเปลี่ยนทิศทางอย่างรวดเร็วจะไม่ถูกกำจัดโดยการชดเชยด้วยซอฟต์แวร์ สำหรับการใช้งานที่มีรอบการทำงานสูงซึ่งการเพิ่มขึ้นของแบ็คแลชในช่วงหลายพันชั่วโมงเป็นเรื่องที่น่ากังวล เฟืองตัวหนอนแบบคู่ที่สามารถปรับกลไกใหม่ได้เป็นวิธีแก้ปัญหาที่แข็งแกร่งกว่าในระยะยาว

ควรใช้อัตราทดเกียร์เท่าใดสำหรับมอเตอร์เซอร์โวที่ทำงานที่ความเร็ว 3,000 รอบต่อนาที เพื่อขับเคลื่อนข้อต่อของหุ่นยนต์ที่ต้องการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงสุด 90 รอบต่อนาที?+

อัตราส่วนที่ต้องการ: 3,000 ÷ 90 = 33.3:1 อัตราส่วนมาตรฐานที่ใกล้เคียงที่สุดในแคตตาล็อกคือ 30:1 และ 36:1 ที่อัตราส่วน 30:1 ความเร็วสูงสุดของข้อต่อจะอยู่ที่ 100 รอบต่อนาที ซึ่งเร็วกว่าขีดจำกัดความเร็วของเซอร์โวมอเตอร์ 11% ที่อัตราส่วน 36:1 ความเร็วสูงสุดของข้อต่อจะอยู่ที่ 83.3 รอบต่อนาที ซึ่งช้ากว่าที่ต้องการ 7.5% ทั้งสองอัตราส่วนจึงไม่เหมาะสม บริษัท Korea Ever-Power สามารถผลิตอัตราส่วน 33:1 (z2 = 33 ฟัน, เฟืองตัวหนอนแบบเริ่มต้นเดียว) เป็นข้อกำหนดกึ่งกำหนดเองระดับ 3 โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือใหม่ ตรงกับความต้องการของเซอร์โวมอเตอร์และความเร็วข้อต่อของคุณอย่างแม่นยำ เมื่อสั่งซื้อ โปรดระบุโมดูล (หรือระยะห่างระหว่างศูนย์กลางและเส้นผ่านศูนย์กลางของเพลา) และเราจะยืนยันรูปทรงเรขาคณิตที่อัตราส่วน 33:1 ก่อนดำเนินการต่อ

ฉันจะนำประสิทธิภาพของเฟืองตัวหนอนมาพิจารณาในการคำนวณแรงบิดของมอเตอร์เซอร์โวได้อย่างไร?+

ประสิทธิภาพของเฟืองตัวหนอนปรากฏอยู่ในงบประมาณแรงบิดสองที่ สำหรับทิศทางการขับเคลื่อน (มอเตอร์ขับเคลื่อนโหลด) แรงบิดเอาต์พุตที่ข้อต่อคือ T_output = T_motor × gear_ratio × η โดยที่ η คือประสิทธิภาพในทิศทางไปข้างหน้า ชุดเฟือง 50:1 ที่มีประสิทธิภาพ 65% กับมอเตอร์ 1 Nm จะสร้างแรงบิด 32.5 Nm ที่ข้อต่อ (ไม่ใช่ 50 Nm) สำหรับการเปลี่ยนความเร็ว ความเร็วที่ข้อต่อ = ความเร็วของมอเตอร์ ÷ อัตราทดเกียร์ สำหรับงบประมาณกำลัง: กำลังไฟฟ้าขาเข้า = กำลังไฟฟ้าขาออก ÷ η ดังนั้นมอเตอร์ต้องมีกำลังมากกว่าที่โหลดต้องการ ในซอฟต์แวร์คำนวณขนาดมอเตอร์เซอร์โว หากซอฟต์แวร์ไม่ได้รวมประสิทธิภาพของเฟืองตัวหนอนในการคำนวณ ให้คูณแรงบิดที่ข้อต่อที่ต้องการด้วย (1/η) เพื่อหาแรงบิดที่มอเตอร์ต้องการ และคูณความร้อนที่เกิดขึ้นในเกียร์ด้วย (1-η) × P_input เพื่อหาภาระความร้อน

เราต้องการเปลี่ยนอัตราทดเกียร์ของข้อต่อหุ่นยนต์ที่มีอยู่โดยไม่ต้องเปลี่ยนมอเตอร์หรือตัวเรือน เป็นไปได้หรือไม่?+

ใช่ครับ ถ้าอัตราส่วนใหม่ใช้จำนวนฟันของล้อที่พอดีกับระยะห่างศูนย์กลางของตัวเรือนเดิม สำหรับเฟืองตัวหนอนแบบขึ้นต้นเดียว (z1=1) การเปลี่ยนอัตราส่วนจาก 40:1 เป็น 35:1 จำเป็นต้องเปลี่ยนล้อจาก 40 ฟันเป็น 35 ฟัน เส้นผ่านศูนย์กลางระยะห่างของฟันล้อจะเปลี่ยนตามสัดส่วน — ล้อ 35 ฟันที่ M5 จะมี d2 = 35 × 5 = 175 มม. เทียบกับ 200 มม. สำหรับล้อ 40 ฟัน ระยะห่างศูนย์กลางจะเปลี่ยนจาก (d1 + d2)/2 = (50 + 200)/2 = 125 มม. เป็น (50 + 175)/2 = 112.5 มม. — ซึ่งต้องมีการปรับเปลี่ยนตัวเรือนหรือการจัดวางแผ่นรอง หากตัวเรือนมีกลไกการปรับแต่ง (ซึ่งการออกแบบตัวกำหนดตำแหน่งและหุ่นยนต์หลายแบบมี) การเปลี่ยนอัตราส่วนก็สามารถทำได้ภายในตัวเรือนเดิม โปรดระบุขนาดชุดเกียร์ที่มีอยู่ (โมดูล จำนวนฟันปัจจุบัน เส้นผ่านศูนย์กลางเพลา ระยะห่างระหว่างศูนย์กลาง) อัตราส่วนปัจจุบันและอัตราส่วนที่ต้องการ และ Korea Ever-Power จะตรวจสอบว่าการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนนั้นสามารถทำได้ในตัวเรือนที่มีอยู่หรือไม่ ก่อนที่จะดำเนินการแก้ไขการออกแบบใดๆ

อายุการใช้งานโดยเฉลี่ยของข้อต่อเฟืองตัวหนอนในหุ่นยนต์ประกอบที่มีรอบการทำงานสูงคือเท่าไร?+

อายุการใช้งานขึ้นอยู่กับปัจจัยหลักๆ ได้แก่ วัสดุของล้อ คุณภาพของรูปแบบการสัมผัส การหล่อลื่น และอัตราส่วนของแรงบิดจริงต่อแรงบิดที่กำหนด สำหรับชุดเพลาเหล็กอัลลอยด์ + ล้อบรอนซ์ ZCuSn10Pb1 ที่มีคุณสมบัติถูกต้อง ทำงานที่แรงบิดที่กำหนด 60–70% ในการทำงานต่อเนื่องที่ 400 รอบ/นาที (ประมาณ 14 ล้านรอบต่อกะ) การสึกหรอของฟันล้อควรอยู่ในเกณฑ์ที่กำหนดเป็นเวลา 8,000–15,000 ชั่วโมงการทำงาน หากการหล่อลื่นถูกต้องและการใช้งานเริ่มต้นเสร็จสมบูรณ์ ปัจจัยสำคัญที่ทำให้อายุการใช้งานสั้นลง ได้แก่ การทำงานที่แรงบิดสูงกว่า 80% (เร่งการเกิดความล้าจากการกัดกร่อนอย่างมาก) สารหล่อลื่นที่มีสารเติมแต่ง EP ทำให้เกิดการกัดกร่อน อุณหภูมิในการทำงานสูงกว่า 80°C (เร่งการเสื่อมสภาพของสารหล่อลื่นและเพิ่มแรงเสียดทาน) และการรับแรงกระแทกจากการสตาร์ทมอเตอร์อย่างกะทันหันภายใต้ภาระเต็มที่ (ควรใช้การควบคุมมอเตอร์แบบซอฟต์สตาร์ทสำหรับไดรฟ์อัตโนมัติที่มีรอบการทำงานสูง) เราแนะนำให้ทำการสุ่มตรวจวิเคราะห์น้ำมันทุกๆ 2,000 ชั่วโมง เพื่อติดตามจำนวนอนุภาคสึกหรอ ซึ่งจะเป็นสัญญาณเตือนล่วงหน้าถึงการเร่งตัวของอัตราการสึกหรอ

ฉันจะระบุชุดเฟืองตัวหนอนสำหรับแอปพลิเคชันหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานได้อย่างไร ในเมื่อพฤติกรรมการล็อกตัวเองเป็นฟังก์ชันความปลอดภัยที่ระบุไว้ในมาตรฐาน ISO 13849?+

ข้อกำหนดต้องรวมถึง: (1) อัตราทดเกียร์และจำนวนรอบเริ่มต้นที่ทำให้ได้มุมนำต่ำกว่ามุมเสียดทานที่อุณหภูมิและสภาวะสารหล่อลื่นที่เลวร้ายที่สุด — ไม่ใช่แค่ที่อุณหภูมิแวดล้อม (2) ข้อกำหนดของสารหล่อลื่น (เกรดและประเภท ISO VG) ที่ใช้ในการคำนวณการล็อกตัวเอง (3) อุณหภูมิตัวเรือนสูงสุดที่คาดว่าจะเกิดขึ้นภายใต้สภาวะความร้อนที่เลวร้ายที่สุด และ (4) ระยะปลอดภัยในการล็อกตัวเองที่ต้องการ (โดยทั่วไป ρ' – λ ≥ 1.5°) บริษัท Korea Ever-Power จัดทำเอกสารการตรวจสอบการล็อกตัวเองอย่างเป็นทางการที่ครอบคลุมพารามิเตอร์เหล่านี้สำหรับชุดเกียร์หนอนแบบเริ่มต้นเดียวที่สั่งซื้อสำหรับการใช้งานด้านฟังก์ชันความปลอดภัย เอกสารนี้ประกอบด้วยการคำนวณมุมนำ ข้อมูลสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานในช่วงอุณหภูมิที่กำหนด มุมเสียดทานที่อุณหภูมิที่เลวร้ายที่สุด และระยะปลอดภัยที่ได้ เอกสารนี้จัดรูปแบบไว้สำหรับการรวมโดยตรงในการวิเคราะห์ฟังก์ชันความปลอดภัย ISO 13849 เป็นหลักฐานสนับสนุน

ระดับเสียงของระบบขับเคลื่อนเฟืองตัวหนอนในหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานเป็นอย่างไร และจะลดระดับเสียงนั้นได้อย่างไร+

โดยธรรมชาติแล้ว ชุดเฟืองตัวหนอนจะเงียบกว่าชุดเฟืองเกลียวที่มีอัตราส่วนเท่ากันในโมดูลเดียวกัน เนื่องจากฟันเฟืองตัวหนอนสัมผัสกันแบบเลื่อนและค่อยๆ เข้าล็อกกันทีละน้อย ต่างจากการเข้าล็อกกันแบบกระแทกของเฟืองตรง ระดับเสียงโดยทั่วไปของชุดเฟืองตัวหนอนที่ระบุคุณสมบัติถูกต้องและหล่อลื่นอย่างดี ที่ความเร็วในการทำงานปานกลาง (เพลาตัวหนอน 500–1500 รอบต่อนาที) อยู่ที่ 55–70 dB(A) ที่ระยะ 1 เมตร ซึ่งต่ำกว่าสภาพแวดล้อมการทำงานของหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงานส่วนใหญ่ มาตรการลดเสียงรบกวน: (1) เพิ่มขนาดโมดูลเล็กน้อยเพื่อลดความเค้นสัมผัสของฟันเฟือง (ลดเสียงรบกวนจากความถี่สัมผัส); (2) ปรับปรุงคุณภาพของรูปแบบการสัมผัส — รูปแบบการสัมผัส ≥70% ตามที่ตรวจสอบแล้วในภาพถ่ายรูปแบบการสัมผัสของ Korea Ever-Power ทำให้เกิดเสียงการเข้าล็อกน้อยกว่าชุดเฟืองที่ไม่ตรงกันแบบจุดสัมผัสอย่างมีนัยสำคัญ; (3) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าความหนืดของสารหล่อลื่นถูกต้อง — น้ำมันที่มีความหนืดต่ำที่อุณหภูมิสูงจะทำให้เกิดเสียงการสัมผัสที่ขอบเขตมากกว่าน้ำมันที่มีความหนืดที่เหมาะสม (4) ล้อหนอนพลาสติกไนลอนหรือ POM ช่วยลดเสียงรบกวนได้อย่างมากสำหรับการใช้งานที่มีภาระต่ำมาก แต่แลกมาด้วยความสามารถในการรับแรงบิดที่ลดลง

ระบุชุดขับเคลื่อนเฟืองตัวหนอนสำหรับหุ่นยนต์ของคุณ

โปรดระบุประเภทหุ่นยนต์ แกนข้อต่อ อัตราส่วนที่ต้องการ (หรือความเร็วของมอเตอร์ + ความเร็วของข้อต่อ) ข้อกำหนดเรื่องระยะคลายตัว ข้อกำหนดเรื่องความแม่นยำในการทำซ้ำ รอบการทำงาน และเอกสารเกี่ยวกับฟังก์ชันความปลอดภัยต่างๆ บริษัท Korea Ever-Power จะส่งข้อมูลจำเพาะที่ครบถ้วนพร้อมการยืนยันอัตราส่วนที่กำหนดเองและระยะเวลาดำเนินการกลับมาภายในหนึ่งวันทำการ

บรรณาธิการ: Cxm

ทัวร์เสมือนจริงชมโรงงานของเรา

แท็ก:เฟืองตัวหนอน | เฟืองตัวหนอน