Robot bağlantı modülü, endüstriyel robotların temel yürütme birimidir ve güç aktarımı, tutum ayarı ve hassas kontrol gibi temel işlevlerden sorumludur. Bileşimi doğrudan robotun yük kapasitesini, hareket doğruluğunu, tepki hızını ve güvenilirliğini belirler. Endüstriyel sınıf bağlantı modülleri genellikle entegre bir şekilde tasarlanmıştır (sivil veya araştırma sınıfı bölünmüş yapılardan farklı olarak) ve çekirdek bileşenleri dört modüle ayrılabilir: mekanik yapı, tahrik sistemi, algılama geri bildirim sistemi, yağlama ve koruma sistemi. Her modül, tam bir kapalı-"güç girişi hareket dönüştürme hassas kontrolü" döngüsü elde etmek için birlikte çalışır. Aşağıdaki ayrıntılı bir sökme işlemidir:
1, Mekanik yapı modülü (çekirdek yük-taşıma ve hareket iletimi)
Mekanik yapı, "yüksek sağlamlık, hafiflik ve yüksek-hassas iletim" şeklindeki üç gereksinimi aynı anda karşılaması gereken bağlantı modülünün fiziksel temelidir. Temel bileşenler şunları içerir:
1. Harmonik redüktör/RV redüktör (çekirdek iletim bileşeni)
İşlev: Aktarım doğruluğunu ve sağlamlığını sağlarken, motorun yüksek-hızlı düşük tork çıkışını düşük-hızlı yüksek torka dönüştürün. Ortak modülün "güç amplifikasyon çekirdeği" dir.
Türler ve uygulama senaryoları:
Harmonik redüktör: 50-320 iletim oranı aralığına ve 1 ark dakikasından az veya buna eşit geri dönüş açıklığına sahip bir dalga üreteci, esnek tekerlekler ve sert tekerleklerden oluşur. Hafiftir, kompakt bir yapıya sahiptir ve küçük ve orta boy yük robotlarının (10-50kg yük ile) önkol ve bilek gibi eklemleri için uygundur;
RV redüktörü: 30-120 aktarım oranı aralığına ve 0,5 ark dakikadan az veya eşit dönüş açıklığına sahip sikloidal fırıldak, planeter taşıyıcı ve iğne dişli mahfazasından oluşur. Güçlü sağlamlığa ve olağanüstü darbe direncine sahiptir ve ağır iş robotlarının (50 kg'ın üzerinde yüke sahip) tabanı, bomu ve omuzları gibi önemli eklemler için uygundur.
2. Motor çıkış mili ve kaplin
Motor çıkış mili: yüksek-mukavemetli alaşımlı çelikten yapılmış, aşınma direnci ve burulma mukavemeti sağlamak için yüzeyi karbürleme ve su verme işlemine tabi tutulmuş, redüktörün giriş ucuna sağlam bir şekilde bağlanmıştır;
Kaplin: Motor mili ile redüktörün giriş mili arasındaki eşeksenlilik hatasını telafi etmek için kullanılan kaplin, rijit kaplinler (anahtar bağlantıları, genleşme manşonları gibi) ve elastik kaplinler (lastik pedler, oluklu boru çeşitleri gibi) olarak ikiye ayrılır. İletim gecikmesini önlemek için endüstriyel robotlarda yaygın olarak sert kaplinler kullanılır.
3. Kabuk ve montaj flanşı
Kabuk: Alüminyum alaşımdan yapılmış, alüminyum alaşımı hafif gereksinimler için uygundur ve dökme demir yüksek sertlik senaryoları için uygundur; Kabuğun iç tasarımı, bir redüktör montaj bölmesi, bir motor montaj yuvası, bir sensör montaj oluğu ve harici ayrılmış ısı dağıtım kaburgaları ve sızdırmazlık oluklarını içerir;
Kurulum flanşı: Bağlantı modülleri ve robot kolu segmentlerini bağlamak için standart arayüzler kullanılarak flanş yüzeyi, kurulumun doğruluğunu sağlamak amacıyla hassas bir şekilde işlenmiştir (düzlük 0,01 mm'den az veya eşit).
4. Çıkış mili ve yatak bileşenleri
Çıkış mili: redüktörün çıkış ucuna bağlanır, robot kolu bölümüne tork iletmek için kullanılır, yüzeyin hassas bir şekilde işlenmesi gerekir ve uç, kama yuvası, dişli delik veya genişletme manşonu arayüzü ile tasarlanmıştır;
Rulman bileşenleri: Genellikle çapraz makaralı rulmanlar veya harmonik rulmanlar kullanılır. Çapraz makaralı rulmanlar güçlü yük- taşıma kapasitesine (radyal+eksenel kompozit yük) ve yüksek sertliğe sahiptir. Harmonik rulmanlar, harmonik redüktörlerin eşleştirilmesi için uygundur ve eklem dönüş doğruluğunu sağlamak için rulmanların doğruluk seviyesinin P4 veya üstüne ulaşması gerekir.
2, Sürücü sistemi modülü (güç çıkışı ve kontrol çekirdeği)
Tahrik sistemi, bağlantı modülüne güç sağlayarak hız ve torkun hassas şekilde ayarlanmasını sağlar. Temel bileşenler şunları içerir:
1. Servo motor (güç kaynağı)
Tip: Endüstriyel robotların ortak modüllerinin tümü, yüksek güç yoğunluğu, yüksek tepki hızı, düşük atalet vb. özelliklere sahip sabit mıknatıslı senkron servo motorlar kullanır. Kurulum yöntemine göre, bunlar dahili tipe (motor ve redüktör muhafazaya entegre edilmiştir) ve harici tipe (motor muhafazaya bir flanş aracılığıyla bağlanır) ayrılır;
Anahtar parametreler: nominal güç (100W-15kW), nominal hız (3000-6000rpm), rotor ataleti (0,01-0,5kg · m²), tork sabiti (0,1-5N · m/A), dişli kutusu aktarım oranıyla (motor çıkış torku x aktarım oranı=bağlantı çıkış torku) eşleştirilecektir.
2. Servo sürücü (kontrol ünitesi)
Fonksiyon: Üst bilgisayardan (robot kontrolörü) kontrol talimatlarını (konum, hız, tork sinyalleri) alın, servo motoru çalıştırmak için PID düzenlemesi yoluyla PWM sinyallerini çıkarın ve aşırı akım, aşırı voltaj, aşırı yük ve aşırı ısınma gibi koruma fonksiyonlarını elde edin;
Çekirdek teknolojisi: Konum modunu (eklem dönüş açısını kontrol etme), hız modunu (eklem hızını kontrol etme) ve tork modunu (çıkış torkunu kontrol etme) destekler. Bazı ileri teknoloji sürücüler, hareket akıcılığını ve doğruluğunu artırmak için elektronik dişli kutularını, titreşim bastırmayı ve uyarlanabilir kontrol algoritmalarını entegre eder.
3. Güç kabloları ve arayüzler
Güç kablosu: Servo motorun üç-fazlı güç kaynağını (U/V/W) ve fren sinyallerini, esnek kablolar (bükülme direnci 10 milyon kat veya daha fazla olan) kullanarak iletir ve dış yüzey malzemesi, yağ direnci, aşınma direnci ve anti-parazit özelliklerine sahip PVC veya PUR'dur;
Arayüz: Endüstriyel standart arayüzü benimseyen güç arayüzü ve sinyal arayüzü, elektromanyetik paraziti önlemek için ayrı ayrı tasarlanmıştır.
3, Sensör geri bildirim sistemi modülü (hassas kontrol ve durum izleme)
Sensör geri bildirim sistemi,-eklem konumu, hız, tork vb. hakkında gerçek zamanlı veriler toplayarak kapalı-döngü kontrolü için bir temel sağlar ve robot hareketinin doğruluğunu sağlamanın anahtarıdır. Temel bileşenler şunları içerir:
1. Konum sensörü (temel geri bildirim bileşeni)
Tip: Ana akım, fotoelektrik, manyeto elektrik ve kapasitif tiplere ayrılan mutlak değer kodlayıcıları benimser. Endüstriyel robotlarda esas olarak fotoelektrik mutlak değer kodlayıcılar kullanılır (çözünürlük 17 bit'ten büyük veya ona eşit, bazı üst-son ürünler 25 bit'e kadar);
Kurulum yöntemi: doğrudan servo motorun kuyruğuna monte edilir (motor hızını tespit etmek için) veya redüktörün çıkış miline bağlanır (eklemin gerçek konumunu doğrudan tespit etmek ve iletim hatalarını ortadan kaldırmak için);
Fonksiyon: Eklemlerin mutlak konum bilgisinin (açı değeri) gerçek zamanlı çıktısı. Üstteki bilgisayar bu verilere dayanarak konum hatasını hesaplar ve eklem konumlandırma doğruluğunu (tekrarlanan konumlandırma doğruluğu ± 0,02 mm'den az veya eşit) sağlamak için servo motorun çalışma durumunu ayarlar.
2. Hız sensörü
Genellikle konum sensörleri ile entegre olan (enkoderlerin hız ölçüm fonksiyonu gibi), eklem hızı, enkoder darbe sinyalinin frekansı tespit edilerek hesaplanır. Bazı üst düzey bağlantı modülleri, düşük-hızda çalışma sırasında hız algılama doğruluğunu iyileştirmek için ek olarak Hall sensörleri veya hız oluşturucuları da kuracaktır.
3. Tork sensörü (isteğe bağlı bileşen)
Fonksiyon: Yük izleme, çarpışma tespiti ve kuvvet kontrol işlemleri (montaj ve cilalama gibi) için bağlantıların çıkış torkunu tespit edin;
Türler: Gerinim ölçer, manyeto elastik ve optik. Gerinim ölçer tork sensörleri düşük maliyetli ve yüksek doğruluğa (± %0,5 FS) sahiptir ve endüstriyel robotlar için ana tercihtir. Çıkış mili ile kol bölümü arasına veya redüktörün içine monte edilirler.
4. Sıcaklık sensörleri ve titreşim sensörleri
Sıcaklık sensörü: Bileşen sıcaklığını algılamak için motor sargısına ve redüktör muhafazasına monte edilmiştir. Sıcaklık eşiği aştığında (genellikle 80-100 derece), servo sürücü aşırı ısınma korumasını tetikler;
Titreşim sensörü: Bağlantının çalışması sırasında titreşimin büyüklüğünü ve sıklığını tespit etmek için bir hızlanma sensörü kullanılır, arıza uyarısı için kullanılır (redüktör aşınması, yatak hasarı gibi), yalnızca-en üst düzey endüstriyel robot bağlantı modüllerinde yapılandırılmıştır.
4, Yağlama ve koruma sistemi modülü (güvenilirlik garantisi)
Yağlama ve koruma sistemi, eklem modüllerinin ömrünü uzatmak ve endüstriyel sahalardaki zorlu ortamlara uyum sağlamak için kullanılır. Temel bileşenler şunları içerir:
1. Yağlama bileşenleri
Yağlayıcı: redüktör için yüksek viskozite indeksli, aşınma önleyici ve-yaşlanma önleyici özelliklere sahip özel gres kullanılır ve motor yatağı için yağlama yağı veya gres kullanılır;
Yağlama yapısı: Redüktör, içinde yağ enjeksiyon delikleri ve yağ boşaltma delikleri olacak şekilde tasarlanmıştır ve bazı üst düzey ürünler{0}}otomatik yağlama sistemleriyle (zamanlı ve kantitatif yağ enjeksiyonu) donatılmıştır. Kolay bakım için muhafazanın dışında bir yağlama gresi gözlem penceresi ayrılmıştır.
2. Sızdırmazlık bileşenleri
Statik sızdırmazlık: yağlama yağı sızıntısının ve tozun girmesini önlemek için kabuk ile flanş, motor ve kabuk arasındaki bağlantı için O-halka ve düz contanın kullanılması;
Dinamik sızdırmazlık: çıkış milinin ve mahfazanın dönen parçaları için kullanılan iskelet yağ keçeleri ve V-şekilli sızdırmazlık halkaları kullanılır. İskelet yağ keçeleri orta ve düşük-hız senaryoları için uygundur.
3. Koruyucu kaplama ve ısı dağıtma yapısı
Koruyucu kaplama: Kabuğun yüzeyi, korozyon önleyici ve aşınmaya- dirençli özelliklere sahip olan eloksal (alüminyum alaşımı) ve boya (dökme demir) ile işlenir. Bazı ürünlerde dış mekan veya zorlu atölye ortamlarına uygun üç dayanıklı kaplama (tuz önleyici sprey, nem önleyici, küf önleyici) kullanılır;
Isı dağıtma yapısı: Motor muhafazası, ısı dağıtma kanatçıkları ile tasarlanmıştır ve bazı yüksek-güçlü bağlantı modülleri, uzun süreli çalışma sırasında motorun ve sürücünün sabit sıcaklığının sağlanması için-ısı dağıtma fanları veya su-soğutmalı kanallarla donatılmıştır-.