Inerție gol optimizată
Axa de rotație a robotului

Un arbore de rotație al robotului este elementul principal de rotație într-un articulație a robotului — transmite cuplul de ieșire al reductoarelor (drive armonic, cycloidal sau planetar) către următorul segment al robotului. Într-un robot cu 6-DOF, există 6 arbori de rotație, fiecare suportând greutatea tuturor segmentelor downstream plus sarcina utilă. Ei trebuie să fie rigizi (să reziste la deformare sub sarcină), ușori (să minimizeze inerția) și preciși (cu suporturi pentru rulmenți conform IT5 pentru zero joc la articulație).

Inerția de rotație crește cu raza la puterea a patra — eliminarea materialului din centru unui arbore reduce inerția mult mai eficient decât scurtarea sau reducerea greutății din exterior. Un arbore de rotație gol poate fi cu 40–60% mai ușor decât unul solid, cu o reducere de doar 15–25% a rigidității la îndoire — un compromis foarte favorabil pentru performanța robotului. În plus, gaura goală permite rutarea cablurilor și liniilor pneumatice prin articulație, evitând ansamblurile externe de cabluri care se pot agăța și limita raza de mișcare a articulației.

Majoritatea axelor robotului industrial utilizează unul dintre următoarele: Flanșă de drive armonic (generator de unde) fixată direct pe arbore; Orificii pentru pini pe disc cycloidal care se pot cupla cu flanșa de ieșire a arborelui; Conexiune de splină (DIN 5480 sau personalizată) de la ieșirea reductoarelor la gaura arborelui. Tipul de interfață depinde de reductoare — HXC gestionează toate cele trei tipuri de interfețe și poate oferi recomandări pentru modelul tău de reductoare.

Rigiditatea torsională a arborelui articulației determină cât de mult se deformează articulația sub sarcină — o deformare de 0,001° la prima articulație cauzează o eroare de poziționare la capătul robotului care crește odată cu raza brațului. Pentru un braț de 1 metru, o deformare de 0,001° a articulației cauzează o eroare de poziție de 0,017 mm la unealta. De aceea, arborii de rotație ai robotului sunt proiectați cu diametrul maxim permis de bugetul de greutate — chiar și o mică creștere a diametrului arborelui crește semnificativ rigiditatea torsională.

Prototip (1–5 bucăți, turnat și șlefuit gol): 5–8 zile. Lot mic (10–50 bucăți): 8–14 zile. Producție (100–1.000 bucăți): 12–18 zile. Aluminiu dur anodizat 7075: adaugă 3–5 zile. Titan: adaugă 3–5 zile. Producție rapidă disponibilă.

Al 7075-T6 dur anodizat — cea mai comună alegere pentru roboți colaborativi și brațe ușoare cu 6 axe. Ti Gradul 5 — roboți aerospațiali și manipulatoare chirurgicale care necesită o rigiditate greutate ridicată. 42CrMo4 (întărite prin inducție) — roboți industriali cu 6 axe cu sarcină utilă de peste 10 kg. 20CrMnTi (carburizați) — roboți industriali cu sarcină mare și paletizatoare. SUS316L — roboți pentru chirurgie / alimentație / farmaceutice.

Axe de rotație tipice pentru roboți utilizează ID / OD = 0,6–0,8. La ID / OD = 0,75 (setarea implicită HXC pentru roboți colaborativi), axul are o masă de aproximativ 44% și o rigiditate torsională de aproximativ 68% pentru un ax solid echivalent — o pierdere de rigiditate de 32% pentru 56% masă economisită reprezintă un compromis excelent. Tubul interior trebuie dimensionat pentru cablul de cablu (de obicei Ø 12–20 mm pentru a 6-a axă a cobotului, Ø 25–40 mm pentru roboți industriali mai mari).

Da — HXC poate monta flanșe de transmisie armonică, flanșe cu disc cicloidal cu găuri pentru pini, caracteristici de ieșire cu splină și flanșe de montare directă conform specificațiilor geometrice ale producătorului de reductoare (Harmonic Drive, Nabtesco, Sumitomo, Spinea). Specificați numărul modelului reductoarului pe desenul dumneavoastră și noi prelucrăm interfața compatibilă cu o toleranță de 0,005 mm.

Tubul gol este dimensionat pentru a permite trecerea cablului plus un mic spațiu pentru expansiunea termică și flexare minoră. HXC prelucrează ID-ul tubului cu un chamfer de 1–2° la ambele capete pentru a facilita instalarea cablurilor și a preveni deteriorarea izolației în timpul asamblării. Pentru roboți cu rotație constantă a axei, se folosesc inele de alunecare la articulație în loc de cabluri; în acel caz, axul găurii găzduiește ansamblul inelului de alunecare.