Порожнистий, оптимізований для інерції
Вали обертання робота

Вал обертання робота — це основний обертовий елемент у з'єднанні осі робота — він передає вихідний момент редуктора (гармонічний привід, циклоїдний або планетарний) на наступне з'єднання робота. У робота з 6 ступенями свободи є 6 валів обертання, кожен з яких несе вагу всіх наступних з'єднань плюс вантаж. Вони повинні бути жорсткими (опиратися на вигин під навантаженням), легкими (мінімізувати інерцію) та точними (посадочні місця під підшипники відповідно до IT5 для нульового зворотного ходу з'єднання).

Обертальна інерція зростає з радіусом⁴ — видалення матеріалу з центру вала зменшує інерцію набагато ефективніше, ніж скорочення вала або зменшення його ваги ззовні. Порожнистий вал обертання робота може бути на 40–60% легшим, ніж суцільний вал з лише 15–25% зменшенням жорсткості на вигин — дуже вигідний компроміс для продуктивності робота. Крім того, порожнистий отвір прокладає кабелі та пневматичні лінії через з'єднання, уникаючи зовнішніх кабельних пучків, які можуть заважати і обмежувати діапазон руху з'єднання.

Більшість промислових осей робота використовують один з: Фланець гармонічного приводу (генератор хвиль), прикріплений безпосередньо до вала; Отвори для штифтів виходу циклоїдного диска, що з'єднуються з фланцем виходу вала; З'єднання шліца (DIN 5480 або індивідуальне) від виходу редуктора до отвору вала. Тип інтерфейсу залежить від вибраного редуктора — HXC виготовляє всі три типи інтерфейсів і може порадити щодо бажаного інтерфейсу для вашої моделі редуктора.

Торсійна жорсткість з'єднувального вала визначає, наскільки з'єднання вигинається під навантаженням — вигин 0.001° на першому з'єднанні викликає помилку позиціонування на кінцевому ефекторі робота, яка зростає з довжиною руки. Для руки довжиною 1 метр вигин 0.001° викликає помилку позиції 0.017 мм на інструменті. Ось чому вали обертання робота проектуються з максимальною діаметром вала, дозволеним бюджетом ваги — навіть невелике збільшення діаметра вала значно підвищує торсійна жорсткість.

Прототип (1–5 шт., порожнистий оброблений + шліфований): 5–8 днів. Маленька партія (10–50 шт.): 8–14 днів. Виробництво (100–1,000 шт.): 12–18 днів. Твердо-анодований Al 7075: додати 3–5 днів. Титан: додати 3–5 днів. Доступне термінове виробництво.

Al 7075-T6 тверде анодування — найпоширеніший вибір для колаборативних роботів та легких 6-осних маніпуляторів. Ti Грейд 5 — аерокосмічні роботи та хірургічні маніпулятори, які вимагають високої жорсткості до ваги. 42CrMo4 (індукційно загартовані) — промислові 6-осні роботи з вантажем 10+ кг. 20CrMnTi (карбюризовані) — промислові роботи з важким вантажем та палетизатори. SUS316L — хірургічні / харчові / фармацевтичні роботи.

Типові вали обертання роботів використовують ID / OD = 0.6–0.8. При ID / OD = 0.75 (за замовчуванням HXC для колаборативних роботів) вал має масу ~44% та ~68% крутильну жорсткість еквівалентного суцільного вала — втрата жорсткості 32% за збережену масу 56% є відмінним компромісом. Внутрішній отвір для кабелю повинен бути розміром для кабельного пакету (зазвичай Ø 12–20 мм для 6-ї осі колаборативного робота, Ø 25–40 мм для більших промислових роботів).

Так — HXC обробляє фланці для монтажу гармонічного приводу, фланці для циклоїдних дисків з отворами для штифтів, елементи виходу з шліцом та фланці з прямим болтовим кріпленням відповідно до специфікації геометрії виробника редуктора (Harmonic Drive, Nabtesco, Sumitomo, Spinea). Вкажіть номер моделі редуктора на вашому кресленні, і ми обробимо відповідний інтерфейс з точністю до 0.005 мм.

Порожнистий отвір розмірений так, щоб вмістити кабельний пакет плюс невеликий зазор для термічного розширення та незначного вигину. HXC обробляє отвір ID з фаскою 1–2° на обох кінцях, щоб полегшити установку кабелю та запобігти пошкодженню ізоляції під час складання. Для роботів з постійним обертанням осі використовуються ковзні кільця на з'єднанні замість кабелів; отвір вала в цьому випадку вміщує збірку ковзного кільця.