Robotledmodulet er kerneudførelsesenheden i industrirobotter, ansvarlig for nøglefunktioner som kraftoverførsel, indstillingsjustering og præcisionskontrol. Dens sammensætning bestemmer direkte robottens belastningskapacitet, bevægelsesnøjagtighed, responshastighed og pålidelighed. Ledningsmoduler i industriel kvalitet er normalt designet på en integreret måde (forskellig fra opdelte strukturer af civil eller forskningskvalitet), og deres kernekomponenter kan opdeles i fire moduler: mekanisk struktur, drivsystem, sensing feedback-system, smøre- og beskyttelsessystem. Hvert modul arbejder sammen for at opnå en fuldstændig lukket-sløjfe af "power input motion konvertering præcisionskontrol". Følgende er en detaljeret demontering:
1, Mekanisk strukturmodul (kernelastleje-og bevægelsestransmission)
Den mekaniske struktur er det fysiske fundament for samlingsmodulet, som skal opfylde de tre krav om "høj stivhed, letvægt og høj-præcisionstransmission" samtidigt. Kernekomponenterne omfatter:
1. Harmonisk reducer/RV reducer (kernetransmissionskomponent)
Funktion: Konverter motorens høje-lave drejningsmoment til lav-højt drejningsmoment, samtidig med at du sikrer transmissionsnøjagtighed og stivhed. Det er "effektforstærkningskernen" i ledmodulet.
Typer og anvendelsesscenarier:
Harmonisk reducering: sammensat af en bølgegenerator, fleksible hjul og stive hjul med et transmissionsforhold på 50-320 og en returafstand på mindre end eller lig med 1 bueminut. Den er let, kompakt i strukturen og velegnet til led såsom underarm og håndled på små og mellemstore belastningsrobotter (med en belastning på 10-50 kg);
RV-reduktion: Sammensat af cykloidt pinwheel, planetholder og nålegearhus, med et transmissionsforhold på 30-120 og en returafstand på mindre end eller lig med 0,5 bueminutter. Den har en stærk stivhed og enestående slagfasthed og er velegnet til vigtige led som base, bom og skuldre på kraftige robotter (med en belastning på over 50 kg).
2. Motorens udgangsaksel og kobling
Motorudgangsaksel: lavet af høj-legeret stål, overfladebehandlet med karburering og bratkøling for at sikre slidstyrke og vridningsstyrke, stift forbundet til indgangsenden af reduktionsanordningen;
Kobling: Bruges til at kompensere for koaksialitetsfejlen mellem motorakslen og reduktionens indgangsaksel, den er opdelt i stive koblinger (såsom nøgleforbindelser, ekspansionsbøsninger) og elastiske koblinger (såsom gummipuder, korrugerede rørtyper). Stive koblinger bruges almindeligvis i industrirobotter for at undgå transmissionsforsinkelse.
3. Skal og installationsflange
Skal: Lavet af aluminiumslegering, aluminiumslegering er velegnet til letvægtskrav, og støbejern er velegnet til scenarier med høj stivhed; Skallens indvendige design omfatter et reduktionsinstallationskammer, et motorinstallationssæde, en sensorinstallationsrille og eksterne reserverede varmeafledningsribber og tætningsriller;
Installationsflange: Ved at bruge standardgrænseflader til at forbinde ledmoduler og robotarmsegmenter er flangeoverfladen præcisionsbearbejdet (fladhed mindre end eller lig med 0,01 mm) for at sikre installationsnøjagtighed.
4. Udgangsaksel og lejekomponenter
Udgangsaksel: tilsluttet til udgangsenden af reduktionen, bruges til at overføre drejningsmoment til robotarmsektionen, overfladen skal præcisionsbearbejdes, og enden er designet med kilespor, gevindhul eller ekspansionsmuffegrænseflade;
Lejekomponenter: Tværrullelejer eller harmoniske lejer bruges normalt. Tværrullelejer har stærk belastnings-bærekapacitet (radial+aksial kompositbelastning) og høj stivhed. Harmoniske lejer er velegnede til at matche harmoniske reducering, og lejernes nøjagtighedsniveau skal nå P4 eller derover for at sikre fælles rotationsnøjagtighed.
2, drevsystemmodul (strømudgang og kontrolkerne)
Drivsystemet leverer strøm til ledmodulet, hvilket opnår præcis justering af hastighed og drejningsmoment. Kernekomponenterne omfatter:
1. Servomotor (strømkilde)
Type: De fælles moduler af industrirobotter bruger alle permanent magnet synkrone servomotorer, som har karakteristika af høj effekttæthed, høj responshastighed, lav inerti osv. Ifølge installationsmetoden er de opdelt i intern type (motoren og reducer er integreret i huset) og ekstern type (motoren er forbundet til huset gennem en flange);
Nøgleparametre: nominel effekt (100W-15kW), nominel hastighed (3000-6000 rpm), rotorinerti (0,01-0,5kg · m²), drejningsmomentkonstant (0,1-5N · m/A), der skal matches med gearkassens transmissionsforhold (motorydelsesmoment x transmissionsforhold=led).
2. Servodrev (kontrolenhed)
Funktion: Modtag kontrolinstruktioner (position, hastighed, drejningsmomentsignaler) fra den øverste computer (robotcontroller), output PWM-signaler gennem PID-regulering for at drive servomotoren til at fungere og opnå beskyttelsesfunktioner såsom overstrøm, overspænding, overbelastning og overophedning;
Kerneteknologi: Understøtter positionstilstand (kontrollerer ledrotationsvinkel), hastighedstilstand (kontrollerer ledhastighed) og momenttilstand (kontrollerer udgangsmoment). Nogle high-drivere integrerer elektroniske gearkasser, vibrationsdæmpning og adaptive kontrolalgoritmer for at forbedre bevægelsesjævnhed og nøjagtighed.
3. Strømkabler og interfaces
Strømkabel: Det transmitterer de tre-fasede strømforsyninger (U/V/W) og bremsesignaler fra servomotoren ved hjælp af fleksible kabler (med en bøjningsmodstand på større end eller lig med 10 millioner gange), og det ydre beklædningsmateriale er PVC eller PUR, med oliemodstand, slidstyrke og anti-interferensegenskaber;
Interface: Ved at vedtage industriel standardgrænseflade er strømgrænsefladen og signalgrænsefladen designet separat for at undgå elektromagnetisk interferens.
3, Sensor feedback system modul (præcisionskontrol og statusovervågning)
Sensorfeedback-systemet indsamler-realtidsdata om ledposition, hastighed, drejningsmoment osv., hvilket giver grundlag for lukket-sløjfekontrol og er nøglen til at sikre robottens bevægelsesnøjagtighed. Kernekomponenterne omfatter:
1. Positionssensor (kernefeedback-komponent)
Type: Mainstreamen anvender absolutværdikodere, som er opdelt i fotoelektriske, magnetoelektriske og kapacitive typer. I industrirobotter bruges fotoelektriske absolutværdikodere hovedsageligt (opløsning større end eller lig med 17 bit, nogle high-produkter op til 25 bit);
Installationsmetode: direkte installeret ved servomotorens hale (for at detektere motorhastigheden) eller koblet gennem udgangsakslen på reduktionen (for direkte at detektere den faktiske position af leddet og eliminere transmissionsfejl);
Funktion: Realtidsoutput af absolut positionsinformation (vinkelværdi) af led. Den øverste computer beregner positionsfejlen baseret på disse data og justerer servomotorens driftsstatus for at sikre fælles positioneringsnøjagtighed (gentagen positioneringsnøjagtighed Mindre end eller lig med ± 0,02 mm).
2. Hastighedssensor
Normalt integreret med positionssensorer (såsom hastighedsmålefunktionen for encodere), beregnes fælleshastigheden ved at detektere frekvensen af encoderpulssignalet. Nogle høje-fugemoduler vil desuden installere Hall-sensorer eller hastighedsgeneratorer for at forbedre hastighedsdetekteringens nøjagtighed under drift med lav-hastighed.
3. Momentsensor (valgfri komponent)
Funktion: Detekter udgangsmomentet for leddene til belastningsovervågning, kollisionsdetektion og kraftkontroloperationer (såsom samling og polering);
Typer: Strain gauge, magneto elastisk og optisk. Strain gauge momentsensorer har lave omkostninger og høj nøjagtighed (± 0,5% FS), og er det almindelige valg til industrirobotter. De er installeret mellem udgangsakslen og armsektionen eller inde i reduktionen.
4. Temperaturfølere og vibrationsfølere
Temperatursensor: installeret på motorviklingen og reduktionshuset for at registrere komponenttemperatur. Når temperaturen overstiger tærsklen (normalt 80-100 grader), udløser servodrevet overophedningsbeskyttelse;
Vibrationssensor: Brug af en accelerationssensor til at detektere vibrationsamplituden og frekvensen under fælles drift, brugt til fejladvarsel (såsom slid på reduktionsanordninger, lejeskader), kun konfigureret i-avancerede industrielle robotledmoduler.
4, Smøre- og beskyttelsessystemmodul (pålidelighedssikring)
Smøre- og beskyttelsessystemet bruges til at forlænge levetiden af fugemoduler og tilpasse sig barske miljøer på industrianlæg. Kernekomponenterne omfatter:
1. Smørekomponenter
Smøremiddel: Specialfedt med højt viskositetsindeks, anti-slid og anti-ældningsegenskaber bruges til reduktion, og smøreolie eller fedt bruges til motorlejer;
Smørestruktur: Reduktionsventilen er designet med olieindsprøjtningshuller og olieudledningshuller indeni, og nogle avancerede-produkter er udstyret med automatiske smøresystemer (tidsindstillet og kvantitativ olieindsprøjtning). Et observationsvindue for smørefedt er reserveret uden for huset for nem vedligeholdelse.
2. Forsegling af komponenter
Statisk tætning: Brug af O-ring og flad pakning til forbindelsen mellem kappe og flange, motor og kappe for at forhindre lækage af smøreolie og støv i at trænge ind;
Dynamisk tætning: Brug af skeletolietætninger og V-formede tætningsringe, der bruges til de roterende dele af udgangsakslen og huset. Skeletolietætninger er velegnede til scenarier med medium og lav-hastighed.
3. Beskyttende belægning og varmeafledningsstruktur
Beskyttende belægning: Overfladen af skallen er behandlet med anodisering (aluminiumslegering) og maling (støbejern), som har anti-korrosions- og slidbestandige-egenskaber. Nogle produkter bruger en trebestandig belægning (anti-saltspray, anti-fugtighed, anti-skimmel), velegnet til udendørs eller barske værkstedsmiljøer;
Varmeafledningsstruktur: Motorhuset er designet med varmeafledningsribber, og nogle høj-fugemoduler er udstyret med varmeafledningsventilatorer eller vand-kølede kanaler for at sikre stabil temperatur på motoren og driveren under lang-drift.