Оптимизированный по инерции пустой
Валы вращения робота

Вал вращения робота — это основной вращающий элемент в суставе оси робота — он передает выходной крутящий момент редуктора (гармонический привод, циклоидный или планетарный) на следующий звено робота. В роботе с 6 степенями свободы есть 6 валов вращения, каждый из которых несет вес всех последующих звеньев плюс полезную нагрузку. Они должны быть жесткими (сопротивляться прогибу под нагрузкой), легкими (минимизировать инерцию) и точными (посадки подшипников по IT5 для нулевого зазора в суставе).

Ротационная инерция пропорциональна радиусу в четвертой степени — удаление материала из центра вала снижает инерцию гораздо эффективнее, чем укорочение или облегчение вала снаружи. Полый вал вращения робота может быть на 40–60% легче, чем сплошной вал, с уменьшением жесткости изгиба всего на 15–25% — это очень выгодный компромисс для производительности робота. Кроме того, полая труба прокладывает кабели и пневматические линии через сустав, избегая внешних кабельных связок, которые зацепляются и ограничивают диапазон движения сустава.

Большинство промышленных осей роботов используют один из: Фланец гармонического привода (генератор волн), прикрепленный непосредственно к валу; Отверстия для штифтов выходного диска циклоидного привода, соединяющиеся с фланцем выхода вала; Шлицевая связь (DIN 5480 или индивидуальная) от выхода редуктора к отверстию вала. Тип интерфейса зависит от выбранного редуктора — HXC обрабатывает все три типа интерфейсов и может дать рекомендации по предпочтительному интерфейсу для вашей модели редуктора.

Крутильная жесткость вала сустава определяет, насколько сустав прогибается под нагрузкой — прогиб 0,001° на первом суставе вызывает ошибку позиционирования на конце робота, которая увеличивается с длиной руки. Для руки длиной 1 метр прогиб сустава 0,001° вызывает ошибку позиции 0,017 мм на инструменте. Вот почему валы вращения роботов проектируются с максимальным диаметром вала, разрешенным весовым бюджетом — даже небольшое увеличение диаметра вала значительно увеличивает крутильную жесткость.

Прототип (1–5 шт., полые, обработанные + шлифованные): 5–8 дней. Небольшая партия (10–50 шт.): 8–14 дней. Производство (100–1,000 шт.): 12–18 дней. Анодированный алюминий 7075: добавьте 3–5 дней. Титан: добавьте 3–5 дней. Доступно срочное производство.

Al 7075-T6 анодированный — самый распространенный выбор для коллаборативных роботов и легких 6-осевых манипуляторов. Ti Группа 5 — аэрокосмические роботы и хирургические манипуляторы, требующие высокой жесткости к весу. 20CrMnTi (индукционно закаленный) — промышленные 6-осевые роботы с полезной нагрузкой 10+ кг. 42CrMo4 (карбюризованный) — промышленные роботы с тяжелой нагрузкой и паллетизаторы. SUS316L — хирургические / пищевые / фармацевтические роботы.

Типичные валы вращения роботов используют ID / OD = 0.6–0.8. При ID / OD = 0.75 (стандарт HXC для коллаборативных роботов) вал имеет массу ~44% и ~68% крутильную жесткость эквивалентного сплошного вала — потеря жесткости 32% при экономии массы 56% является отличным компромиссом. Внутренний проход для кабеля должен быть рассчитан на кабельный жгут (обычно Ø 12–20 мм для 6-й оси коллаборативного робота, Ø 25–40 мм для более крупных промышленных роботов).

Да — машины HXC обрабатывают фланцы для установки гармонического привода, фланцы с отверстиями для штифтов циклоидного диска, выходные элементы с шлицами и фланцы с прямыми болтами в соответствии с геометрическими спецификациями производителя редуктора (Harmonic Drive, Nabtesco, Sumitomo, Spinea). Укажите номер модели редуктора на вашем чертеже, и мы обработаем соответствующий интерфейс с точностью до 0.005 мм.

Полый проход рассчитан на кабельный жгут плюс небольшой зазор для теплового расширения и незначительного изгиба. HXC обрабатывает внутренний диаметр прохода с фаской 1–2° на обоих концах, чтобы облегчить установку кабеля и предотвратить повреждение изоляции во время сборки. Для роботов с постоянным вращением оси используются скользящие кольца на соединении вместо кабелей; в этом случае проход вала содержит сборку скользящего кольца.