Интеграция 5 функций
Соединительные валы

Шарнирный вал — это компактный прецизионный вал, используемый в качестве оси вращения или поворота в шарнире робота, запястье или кардане. В отличие от стандартного приводного вала, который в основном передает крутящий момент, шарнирный вал должен одновременно служить цапфой подшипника, несущим элементом конструкции и часто элементом передачи крутящего момента — всё это в очень компактном корпусе. Такое сочетание требований в ограниченном пространстве делает шарнирные валы одними из самых сложных по конструкции.

Типичный вал шарнира запястья робота с 6 степенями свободы включает: две зоны цапфы подшипника (для внутренних и наружных колец подшипника); зону шлицевого или многоугольного привода (соединяющую шарнир с выходом гармонического привода или циклоидного редуктора); посадочное место для энкодера (для обратной связи по углу поворота шарнира); сквозные отверстия для прокладки кабелей (для проводки через шарнир); облегчённый полый канал (для снижения инерции вращения). HXC обрабатывает все эти элементы за одну установку на 5-осевом станке.

Al 7075-T6 (жёстко анодированный): стандарт для шарнирных валов роботов, где критически важна минимальная инерция — используется в коллаборативных роботах и легких манипуляторах. Ti Группа 5: для наивысшего соотношения прочности к весу в шарнирах аэрокосмических роботов. SUS316L (пассивированный): для шарниров медицинских и хирургических роботов, требующих стерилизации. 20CrMnTi: для тяжелых промышленных роботизированных сочленений с высоким крутящим моментом и ударными нагрузками.

Инерция вращения вала сочленения напрямую влияет на ускорение робота, энергопотребление и время цикла. В многоосевом роботе вклад инерции вала сочленения в общую инерцию оси, воспринимаемую сервоприводом, составляет примерно (инерция вала) × (передаточное число)². Использование полых валов сочленения из алюминия 7075 вместо цельных стальных валов позволяет снизить инерцию оси на 60–70%, обеспечивая более быстрое ускорение с тем же мотором — или использовать меньшие и более легкие моторы при той же производительности. HXC рассчитывает инерцию вала сочленения в рамках DFM-анализа.

Прототип (1–5 шт., токарно-фрезерная обработка + шлифовка): 4–7 дней. Малая партия (10–50 шт.): 7–12 дней. Серийное производство (100–1 000 шт.): 10–16 дней. Нержавеющая сталь или титан: добавить 2–4 дня. Срочное производство возможно.

Al 6061/7075-T6 твердоанодированный для коботов и легких манипуляторов. Ti Группа 5 для аэрокосмической/медицинской отраслей. SUS303/316L для хирургии и пищевой/фармацевтической промышленности. 20CrMnTi (индукционно закаленный) для тяжелой промышленности. 42CrMo4 (цементированный) для сочленений плеча с ударной нагрузкой. PEEK для медицинских роботов, безопасных для ЭМИ/МРТ.

Стандартный шлифованный подшипниковый цапф: Ra 0,4 мкм. Посадочное место энкодера (h5 по наружному диаметру): Ra 0,2 мкм. Зеркальная поверхность для контакта с уплотнением: Ra 0,1 мкм. Все параметры измеряются контактным профилометром и указываются в сертификате контроля.

Да — подшипниковые цапфы, шлицы, посадочные места энкодеров, поперечные отверстия для прокладки кабелей, сквозные полости и резьбовые концы обрабатываются в одной 5-осевой токарно-фрезерной установке, что обеспечивает соосность всех элементов в пределах 0,005 мм TIR. Такая интеграция — ключевое преимущество HXC для валов сочленения.

Да — сквозное отверстие от одного конца до другого является стандартным решением для сочленений запястья и локтя кобота для прокладки сервокабелей, кабелей энкодера и пневматических линий через центр сочленения. Минимальная толщина стенки: 1,5 мм для стали/нержавеющей стали и 2,0 мм для алюминия. HXC добавляет радиальные поперечные отверстия в сочленении для вывода кабелей в месте соединения следующего сочленения.