Los robots industriales son una perla brillante en la era industrial moderna, iluminando el camino eficiente de la producción empresarial moderna y potenciando continuamente la reducción de costos y la mejora de la eficiencia en el proceso de producción industrial. ¿Qué dota a los robots industriales de capacidades sobrehumanas y respalda su funcionamiento eficiente? Este es un sistema complejo que requiere capas de descifrado.
Hoy, exploremos uno de los componentes principales de los robots industriales: el reductor de armónicos. Los reductores de armónicos desempeñan un papel similar al sistema de articulaciones humanas y son los componentes centrales para lograr un movimiento efectivo y un control preciso de los robots industriales. Reductor armónico es un término común para transmisión por engranajes armónicos. Los dispositivos de transmisión de engranajes armónicos en realidad se pueden usar tanto para desaceleración como para aceleración, pero debido a su gran relación de transmisión (generalmente 50-160), a menudo se usan para desacelerar en robots industriales, máquinas herramienta CNC y otros productos electromecánicos, y comúnmente se los conoce como reductores armónicos.
En la estructura del cuerpo humano, el sistema de articulaciones es la parte que conecta los huesos, lo que permite a los humanos realizar diversos movimientos y acciones flexibles. El sistema articular puede rotar y mover huesos bajo la acción de los músculos, lo que permite al cuerpo humano realizar movimientos complejos como caminar, correr, levantar pesas, etc. El sistema articular desempeña un papel en la transmisión y desaceleración durante el movimiento humano, lo que permite al cuerpo humano completar diversas tareas de manera eficiente.
De manera similar, los reductores de armónicos desempeñan un papel similar en los robots industriales. Es equivalente al "sistema conjunto" del robot, que conecta varios componentes del robot, lo que le permite completar movimientos y acciones con alta precisión y eficiencia. Los reductores armónicos proporcionan una transmisión de desaceleración precisa, al igual que el sistema de articulación humana logra la rotación y el movimiento de los huesos, lo que permite a los robots industriales posicionar, ensamblar y mover con precisión y de manera eficiente. La estructura compacta y la alta capacidad de transmisión de par de los reductores armónicos, al igual que la flexibilidad y la fuerza del sistema de articulación humana, permiten que los robots se adapten a diferentes entornos de trabajo y realicen diversas tareas.
El reductor de armónicos se compone principalmente de tres componentes básicos: rueda rígida, rueda flexible y generador de armónicos. Uno de los componentes, la rueda rígida, la rueda flexible y el generador de armónicos, se puede fijar arbitrariamente, mientras que los otros dos componentes se pueden conectar a la entrada (activa) y el otro se puede utilizar como salida (pasiva) para lograr desaceleración o aceleración.
1. Spline circular: Disco de metal liso con un número fijo de dientes. La rueda rígida generalmente está engranada con los dientes exteriores del engranaje flexible, que desempeña un papel en la transmisión del par y aumenta la rigidez de salida del reductor.
2. FlexSpline: los engranajes flexibles son uno de los componentes principales de los reductores armónicos, hechos de metal blando o materiales elásticos. Suele ser un engranaje corrugado sin un número fijo de dientes. Los engranajes flexibles pueden sufrir deformaciones elásticas bajo la acción de una fuerza, que se utiliza para transmitir el par y lograr la desaceleración.
3. Generador de Ondas: Componente clave que genera deformación en reductores de armónicos. Consta de uno o más ejes excéntricos, levas y rodillos. Cuando el eje de entrada gira, la leva y los rodillos del generador de armónicos sufren deformaciones periódicas, lo que provoca que las ondulaciones del engranaje flexible se tuerzan y deformen.
¿Cómo genera la combinación de estos tres componentes básicos una velocidad variable? Cuando se trata de la construcción y el principio de funcionamiento de los reductores de armónicos, podemos utilizar el equipo de entretenimiento balancín como ejemplo visual para explicarlo.
Imagínate que estás jugando en un balancín en el parque. El balancín consta de dos tablas, una tabla tiene un asiento para que usted se siente y la otra tabla tiene un asiento para que se siente un amigo. Su objetivo es transmitirse poder entre sí a través de un balancín, permitiéndose subir o bajar.
1. Los engranajes flexibles son como balancines: en los reductores armónicos, los engranajes flexibles actúan como balancines. Está hecho de materiales blandos, como la tabla de un balancín. Los engranajes flexibles están conectados al eje de entrada y al eje de salida y transmiten la potencia del eje de entrada al eje de salida.
2. La rueda rígida es como tu amigo: En un reductor armónico, la rueda rígida es como tu amigo sentado en otra tabla. Una rueda rígida es un componente metálico en forma de disco-con un número fijo de dientes. Engrana con los dientes exteriores del engranaje flexible, tal como usted y sus amigos se sientan en los dos extremos de un balancín.
3. El generador de armónicos es como tu acción: El generador de armónicos es como tu acción en un balancín. Cuando usted y su amigo alternan hacia arriba y hacia abajo en el movimiento del balancín, el balancín sufre una deformación periódica, similar a la deformación causada por la leva y el rodillo de un generador de armónicos.
Al utilizar un generador de armónicos para inducir la deformación periódica del engranaje flexible, la forma del engranaje flexible cambia periódicamente y engrana con los dientes internos de la rueda rígida. De esta manera, sus acciones sobre el balancín (deformación del generador de armónicos) se transmitirán a la otra parte (engranaje flexible), logrando así el equilibrio y la transmisión de potencia del balancín, al igual que el reductor de armónicos logra la desaceleración y la transmisión de torque desde el eje de entrada al eje de salida.
En los reductores de armónicos, la deformación generada por el generador de armónicos también hace que la forma del engranaje flexible cambie periódicamente y engrane con los dientes internos de la rueda rígida. De esta manera, el movimiento de rotación del eje de entrada (como la velocidad del motor) se transmitirá al engranaje flexible, y el engranaje entre el engranaje flexible y la rueda rígida logra la desaceleración y transmisión de torque del eje de salida. Este proceso de deformación y entrelazado logra la transmisión y el cambio de poder, tal como las acciones tuyas y de tus amigos en un balancín logran la transmisión y el cambio de poder.
El principio de velocidad variable del reductor de armónicos es la deformación periódica generada por el generador de armónicos, que cambia la forma del engranaje flexible, logrando así la transmisión de par y el efecto de velocidad variable desde el eje de entrada al eje de salida.
No se puede subestimar el papel de los reductores de armónicos en los robots industriales, ya que desempeñan un papel importante en los robots industriales.
1. Transmisión de desaceleración precisa
Los robots industriales requieren control de movimiento y posición de alta-precisión para realizar tareas de trabajo precisas. Los reductores armónicos tienen características de transmisión de alta-precisión y pueden proporcionar relaciones de reducción precisas, lo que hace que los movimientos del robot sean más suaves y precisos.
2. Alta capacidad de transmisión de par
Los robots industriales normalmente necesitan manejar grandes cargas y pares. Los reductores armónicos pueden lograr una alta capacidad de transmisión de par con un volumen y peso relativamente pequeños, dando a los robots suficiente potencia para completar diversas tareas.
3. Estructura compacta
Los robots industriales suelen tener un espacio limitado y requieren dispositivos de transmisión compactos. La estructura compacta de los reductores de armónicos ocupa menos espacio, proporcionando más flexibilidad y grados de libertad para el diseño de robots industriales.