Robot công nghiệp là một viên ngọc sáng trong kỷ nguyên công nghiệp hiện đại, soi sáng con đường sản xuất hiệu quả của doanh nghiệp hiện đại và liên tục hỗ trợ giảm chi phí và nâng cao hiệu quả trong quy trình sản xuất công nghiệp. Điều gì đã ban cho robot công nghiệp những khả năng siêu phàm và hỗ trợ chúng hoạt động hiệu quả? Đây là một hệ thống phức tạp đòi hỏi nhiều lớp giải mã.
Hôm nay, chúng ta hãy khám phá một trong những thành phần cốt lõi của robot công nghiệp: bộ giảm sóng hài. Bộ giảm sóng hài có vai trò tương tự như hệ thống khớp của con người và là thành phần cốt lõi để đạt được chuyển động hiệu quả và điều khiển chính xác cho robot công nghiệp. Bộ giảm tốc điều hòa là một thuật ngữ phổ biến cho bộ truyền động bánh răng điều hòa. Các thiết bị truyền bánh răng điều hòa thực sự có thể được sử dụng cho cả giảm tốc và tăng tốc, nhưng do tỷ số truyền lớn (thường là 50-160) nên chúng thường được sử dụng để giảm tốc trong robot công nghiệp, máy công cụ CNC và các sản phẩm cơ điện khác và thường được gọi là bộ giảm tốc điều hòa.
Trong cấu tạo cơ thể con người, hệ thống khớp là bộ phận kết nối các xương, giúp con người thực hiện được nhiều động tác, động tác linh hoạt khác nhau. Hệ thống khớp có thể xoay và di chuyển xương dưới tác động của cơ, giúp cơ thể con người thực hiện các động tác phức tạp như đi bộ, chạy, cử tạ, v.v. Hệ thống khớp đóng vai trò truyền và giảm tốc trong quá trình vận động của con người, giúp cơ thể con người hoàn thành nhiều nhiệm vụ khác nhau một cách hiệu quả.
Tương tự, bộ giảm sóng hài cũng đóng vai trò tương tự trong robot công nghiệp. Nó tương đương với “hệ thống khớp” của robot, kết nối các bộ phận khác nhau của robot, giúp robot có thể hoàn thành các chuyển động, hành động với độ chính xác và hiệu quả cao. Bộ giảm tốc điều hòa cung cấp khả năng truyền giảm tốc chính xác, giống như hệ thống khớp của con người đạt được chuyển động quay và chuyển động của xương, cho phép robot công nghiệp định vị, lắp ráp và di chuyển chính xác một cách hiệu quả. Cấu trúc nhỏ gọn và khả năng truyền mô-men xoắn cao của bộ giảm tốc điều hòa, giống như tính linh hoạt và sức mạnh của hệ thống khớp người, cho phép robot thích ứng với các môi trường làm việc khác nhau và xử lý nhiều nhiệm vụ khác nhau.
Bộ giảm sóng hài chủ yếu bao gồm ba thành phần cơ bản: bánh xe cứng, bánh xe linh hoạt và máy phát sóng hài. Một trong các bánh xe cứng, bánh xe linh hoạt và bộ tạo sóng hài có thể được cố định tùy ý, trong khi hai thành phần còn lại có thể được kết nối với đầu vào (chủ động) và thành phần còn lại có thể được sử dụng làm đầu ra (thụ động) để đạt được sự giảm tốc hoặc tăng tốc.
1. Spline tròn: Một đĩa kim loại nhẵn có số răng cố định. Bánh xe cứng thường được ăn khớp với các răng ngoài của bánh răng linh hoạt, có vai trò truyền mô-men xoắn và tăng độ cứng đầu ra của bộ giảm tốc.
2. FlexSpline: Bánh răng mềm là một trong những thành phần cốt lõi của bộ giảm tốc sóng hài, được làm bằng kim loại mềm hoặc vật liệu đàn hồi. Nó thường là một bánh răng sóng không có số răng cố định. Bánh răng linh hoạt có thể bị biến dạng đàn hồi dưới tác dụng của lực, được sử dụng để truyền mô-men xoắn và đạt được sự giảm tốc.
3. Máy tạo sóng: Thành phần quan trọng tạo ra biến dạng trong các bộ giảm sóng hài. Nó bao gồm một hoặc nhiều trục lệch tâm, cam và con lăn. Khi trục đầu vào quay, cam và các con lăn của máy phát sóng hài trải qua biến dạng định kỳ, khiến các gợn sóng trên bánh răng linh hoạt bị xoắn và biến dạng.
Làm thế nào sự kết hợp của ba thành phần cơ bản này tạo ra tốc độ thay đổi? Khi nói đến cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ giảm sóng hài, chúng ta có thể dùng thiết bị giải trí bập bênh làm ví dụ trực quan để giải thích.
Hãy tưởng tượng bạn đang chơi bập bênh trong công viên. Trò chơi bập bênh gồm có hai tấm ván, một tấm có ghế cho bạn ngồi, tấm còn lại có ghế cho bạn bè ngồi. Mục tiêu của bạn là truyền sức mạnh cho nhau thông qua một chiếc bập bênh, cho phép nhau thăng trầm.
1. Bánh răng linh hoạt giống như bập bênh: Trong bộ giảm tốc điều hòa, bánh răng linh hoạt hoạt động giống như bập bênh. Nó được làm bằng vật liệu mềm, giống như tấm ván bập bênh. Các bánh răng linh hoạt được nối với trục đầu vào và trục đầu ra, đồng thời truyền công suất của trục đầu vào đến trục đầu ra.
2. Bánh xe cứng nhắc giống như người bạn của bạn: Trong bộ giảm tốc điều hòa, bánh xe cứng nhắc giống như người bạn của bạn đang ngồi trên một tấm ván khác. Bánh xe cứng là một bộ phận kim loại hình đĩa-có số răng cố định. Nó ăn khớp với các răng bên ngoài của bánh răng linh hoạt, giống như bạn và bạn bè đang ngồi trên hai đầu của một chiếc bập bênh.
3. Máy tạo sóng hài giống như hành động của bạn: Máy tạo sóng hài giống như hành động của bạn trên bập bênh. Khi bạn và bạn của bạn luân phiên chuyển động lên xuống của bập bênh, bập bênh sẽ trải qua biến dạng tuần hoàn, tương tự như biến dạng do cam và con lăn của máy phát sóng hài gây ra.
Bằng cách sử dụng một máy phát sóng hài để tạo ra biến dạng định kỳ của bánh răng linh hoạt, hình dạng của bánh răng linh hoạt thay đổi định kỳ và ăn khớp với các răng bên trong của bánh xe cứng. Bằng cách này, các hành động của bạn trên bập bênh (biến dạng của bộ tạo sóng hài) sẽ được truyền sang bên kia (bánh răng linh hoạt), từ đó đạt được sự cân bằng và truyền công suất của bập bênh, giống như bộ giảm tốc điều hòa đạt được sự giảm tốc và truyền mô-men xoắn từ trục đầu vào đến trục đầu ra.
Trong các bộ giảm tốc điều hòa, biến dạng do bộ tạo sóng hài tạo ra cũng làm cho hình dạng của bánh răng linh hoạt thay đổi định kỳ và ăn khớp với các răng bên trong của bánh xe cứng. Bằng cách này, chuyển động quay của trục đầu vào (chẳng hạn như tốc độ của động cơ) sẽ được truyền đến bánh răng linh hoạt và sự ăn khớp giữa bánh răng linh hoạt và bánh xe cứng sẽ đạt được khả năng giảm tốc và truyền mô-men xoắn của trục đầu ra. Quá trình biến dạng và chia lưới này đạt được sự truyền tải và dịch chuyển sức mạnh, giống như hành động của bạn và bạn bè của bạn trên bập bênh đạt được sự truyền tải và dịch chuyển sức mạnh.
Nguyên lý tốc độ thay đổi của bộ giảm tốc điều hòa là biến dạng định kỳ do bộ tạo sóng hài tạo ra, làm thay đổi hình dạng của bánh răng linh hoạt, nhờ đó đạt được khả năng truyền mô-men xoắn và hiệu ứng tốc độ thay đổi từ trục đầu vào đến trục đầu ra.
Không thể đánh giá thấp vai trò của bộ giảm sóng hài trong robot công nghiệp, vì chúng đóng vai trò quan trọng trong robot công nghiệp.
1. Truyền giảm tốc chính xác
Robot công nghiệp yêu cầu khả năng điều khiển vị trí và chuyển động có độ chính xác- cao để đạt được các nhiệm vụ công việc chính xác. Bộ giảm sóng hài có đặc tính truyền chính xác-cao và có thể cung cấp tỷ lệ giảm chính xác, giúp chuyển động của rô-bốt mượt mà và chính xác hơn.
2. Khả năng truyền mô-men xoắn cao
Robot công nghiệp thường cần xử lý tải trọng và mô men xoắn lớn. Bộ giảm tốc sóng hài có thể đạt được khả năng truyền mô-men xoắn cao với khối lượng và trọng lượng tương đối nhỏ, giúp rô-bốt có đủ năng lượng để hoàn thành nhiều nhiệm vụ khác nhau.
3. Cấu trúc nhỏ gọn
Robot công nghiệp thường có không gian hạn chế và yêu cầu các thiết bị truyền dẫn nhỏ gọn. Cấu trúc nhỏ gọn của bộ giảm sóng hài chiếm ít không gian hơn, mang lại sự linh hoạt và mức độ tự do cao hơn cho việc thiết kế robot công nghiệp.