Primero, mecanismo de transmisión lineal.
El mecanismo de transmisión lineal comúnmente utilizado en robots industriales puede ser generado directamente por el cilindro o el cilindro hidráulico y el pistón, y también puede convertirse mediante un movimiento giratorio mediante el uso de piñón y cremallera, tuerca de husillo de bolas y otros elementos de transmisión.
1. Guía de unión prismática
La guía de articulación prismática puede desempeñar un papel para garantizar la precisión de la posición y la guía durante el movimiento.
Hay cinco tipos de guías de juntas prismáticas: guía deslizante ordinaria, guía deslizante de presión dinámica hidráulica, guía deslizante de presión estática hidráulica, guía flotante de aire y guía rodante.
En la actualidad, el quinto tipo de guía rodante es el más utilizado en robots industriales. Como se muestra en la Figura 2-15, la estructura de la guía rodante inclusiva está soportada por el asiento de apoyo, que se puede conectar fácilmente a cualquier plano. En este momento, el manguito debe estar abierto e incrustado en el pistón, lo que no solo mejora la rigidez sino que también facilita la conexión con otros componentes.
2. Dispositivo de piñón y cremallera
En el dispositivo de piñón y cremallera (Figura 2-16), si la cremallera está fija, cuando el engranaje gira, el eje del engranaje y la placa de arrastre se mueven en línea recta a lo largo de la dirección de la cremallera. De esta forma, el movimiento de rotación del engranaje se convierte en el movimiento lineal de la placa de arrastre. La placa de arrastre está soportada por una barra guía o un riel guía, y la diferencia de retorno del dispositivo es grande.
3, husillo de bolas y tuerca
Los husillos de bolas se utilizan a menudo en robots industriales debido a su baja fricción y rápida respuesta de movimiento.
Debido a que muchas bolas se colocan en la ranura del tornillo de la tuerca del husillo de bolas, el husillo de bolas está sujeto a la fricción de rodadura en el proceso de transmisión y la fricción es pequeña, por lo que la eficiencia de la transmisión es alta y el fenómeno de arrastre se puede eliminar a baja velocidad. El retroceso puede eliminarse aplicando una determinada precarga durante el montaje.
Como se muestra en la Figura 2-17, la bola en la tuerca del husillo de bolas circula a través de la ranura de la guía de rectificado para transferir movimiento y potencia, y la eficiencia de transmisión del husillo de bolas puede alcanzar el 90 por ciento.
4, cilindro de presión de líquido (gas)
El cilindro de líquido (gas) es la energía de presión de salida de la bomba hidráulica (compresor de aire) en energía mecánica, realiza un movimiento alternativo lineal del actuador, el uso del cilindro de líquido (gas) puede lograr fácilmente un movimiento lineal. El cilindro de líquido (gas) se compone principalmente de cilindro, tapa del cilindro, pistón, vástago del pistón y dispositivo de sellado y otros componentes. El pistón y el cilindro adoptan una cooperación deslizante de precisión, y el aceite a presión (aire comprimido) ingresa desde un extremo del cilindro de líquido (gas) y empuja el pistón hacia el otro extremo del cilindro de líquido (gas), para realizar lineal movimienot. Al ajustar la dirección y el caudal del aceite hidráulico (aire comprimido) en el cilindro de líquido (gas), se puede controlar la dirección y la velocidad de movimiento del cilindro de líquido (gas).
Dos, mecanismo de transmisión giratorio
En general, el motor puede generar directamente un movimiento giratorio, pero su par de salida es menor que el par requerido y la velocidad es mayor que la velocidad requerida. Por lo tanto, es necesario utilizar un engranaje, un dispositivo de transmisión por correa u otro mecanismo de transmisión de movimiento para convertir la velocidad más alta en una velocidad más baja y obtener un par mayor. La transferencia y transformación del movimiento debe realizarse de manera eficiente y sin comprometer las características deseadas del sistema robótico, incluida la precisión de posicionamiento, la precisión de posicionamiento repetido y la confiabilidad. La transmisión y conversión de movimiento se puede lograr mediante los siguientes mecanismos de transmisión.
1. Par de engranajes
El par de engranajes no solo puede transmitir desplazamiento angular y velocidad angular, sino también fuerza y par. Un engranaje está montado en el eje de entrada y el otro engranaje está montado en el eje de salida. Se puede obtener que el número de dientes del engranaje es inversamente proporcional a su velocidad [Ecuación (2-1)], y la relación del par de salida al par de entrada es igual a la relación de los dientes de salida a los dientes de entrada [ Ecuación (2-2)].
2. Dispositivo de transmisión de correa síncrona
En los robots industriales, la transmisión por correa síncrona se utiliza principalmente para transferir el movimiento entre ejes paralelos. La superficie de contacto de la correa transportadora síncrona y la polea está hecha con la forma de diente correspondiente y la potencia se transfiere mediante el engrane. El paso de los dientes se denota por el paso circular t cuando envuelve la polea.
Donde: n1 velocidad de la rueda principal (r/min); n2 es la velocidad de la rueda pasiva (r/min); z1 número de dientes de la rueda principal; z2 es el número de dientes de la rueda pasiva.
Las ventajas de la transmisión por correa síncrona: sin transmisión deslizante, relación de transmisión precisa, transmisión estable; Amplio rango de relación de velocidad; Pequeña tensión inicial; El eje y el rodamiento no son fáciles de sobrecargar. Sin embargo, los requisitos de fabricación e instalación de este mecanismo de transmisión son estrictos y los requisitos de material de la correa también son más altos, por lo que el costo es mayor. La transmisión de correa síncrona es adecuada para la transmisión entre el motor y el reductor de alta relación de reducción.
3. Engranaje armónico
En la actualidad, entre el 60 % y el 70 % de las juntas giratorias de los robots industriales son accionadas por engranajes armónicos.
La transmisión por engranajes armónicos consta de tres partes principales: engranaje rígido, generador de armónicos y engranaje flexible.
Cuando funciona, el engranaje rígido 6 está fijo, y todos los dientes están distribuidos en la circunferencia, y el engranaje flexible 5 con el anillo dentado exterior 2 gira a lo largo del anillo dentado interior 3 del engranaje rígido. El engranaje flexible tiene dos dientes menos que el engranaje rígido, por lo que el engranaje flexible gira el ángulo correspondiente de los dos dientes en dirección opuesta a lo largo de cada revolución del engranaje rígido.
El generador de armónicos 4 tiene un perfil ovalado, y la bola montada en él se usa para soportar el engranaje flexible, y el generador de armónicos impulsa el engranaje flexible para que gire y provoque una deformación plástica. Al girar, solo unos pocos dientes del extremo elíptico del engranaje flexible se engranan con el engranaje rígido, y solo de esta manera el engranaje flexible puede girar libremente un cierto ángulo con respecto al engranaje rígido. Por lo general, el engranaje rígido es fijo, el generador de armónicos se usa como entrada y el engranaje flexible está conectado al eje de salida.
Donde: z1 es el número de dientes del engranaje flexible; z2 es el número de dientes del engranaje rígido. Suponiendo que el engranaje rígido tiene 100 dientes y el engranaje flexible tiene dos dientes menos, cuando el generador de armónicos gira 50 revoluciones, el engranaje flexible gira 1 revolución, por lo que la relación de reducción de 1:50 se puede obtener tomando solo un pequeño espacio Por lo general, el generador de armónicos se instala en el eje de entrada y el engranaje flexible se instala en el eje de salida para obtener una gran relación de reducción de engranajes.
4, reductor de accionamiento de rueda de pasador cicloide
La transmisión de molinete cicloide es un nuevo tipo de modo de transmisión desarrollado sobre la base de la transmisión de péndulo de aguja. En la década de 1980, Japón desarrolló un reductor de transmisión de molinete cicloide para articulaciones de robots. La figura 2-21 muestra un diagrama simplificado de la transmisión de molinete cicloide.
Consiste en un mecanismo de reducción planetaria de engranajes cilíndricos involutos y un mecanismo de reducción planetaria de molinete cicloide. La rueda planetaria helicoidal 6 está conectada con el cigüeñal 5 como entrada a la parte de transmisión del molinete cicloidal.
Si la rueda central de espiral 7 gira en el sentido de las agujas del reloj, entonces el engranaje planetario de espiral gira en el sentido contrario a las agujas del reloj al mismo tiempo e impulsa la rueda cicloide en movimiento plano a través del cigüeñal. En este momento, la rueda cicloide está restringida por la rueda de agujas con la que está acoplada, y su eje gira alrededor del eje de la rueda de agujas mientras también gira en la dirección opuesta, es decir, en el sentido de las agujas del reloj. Al mismo tiempo, empuja el mecanismo de salida del marco planetario en el sentido de las agujas del reloj a través del cigüeñal.