Trijų ašių servo robotų skirtingų pavaros metodų palyginimas

Trijų ašių servo robotų skirtingų pavaros metodų palyginimas

Pasaulinėje gamybos automatizavimo atnaujinimų bangoje, trijų ašių servo robotai tapo pagrindine įranga tokiose pramonės šakose kaip elektronikos surinkimas, automobilių dalių perdirbimas ir maisto pakavimas. Tinkamo pavaros metodo pasirinkimas tiesiogiai lemia įrangos gamybos efektyvumą, priežiūros išlaidas ir investicijų grąžos ciklą – neteisingas pasirinkimas gali lemti nepakankamus gamybos pajėgumus, dažną remontą ar net per anksti keičiamą įrangą.

I. Kodėl pavaros metodas yra pagrindinis trijų ašių servo robotų pasirinkimo kriterijus?

Trijų ašių servo roboto pavaros sistema yra tarsi jo „galios širdis“, atsakinga už servo variklio kinetinės energijos pavertimą tiksliu tiesiniu arba sukamuoju judesiu. Jos našumas tiesiogiai veikia tris pagrindinius pirkimo aspektus:

Investicijų ekonomiškumas: pradinės pirkimo kainos ir vėlesnių priežiūros išlaidų pusiausvyra. Pavyzdžiui, nors kai kurių pavaros metodų pradinė pirkimo kaina gali būti maža, susidėvinčių dalių keitimo kaina kiekvienais metais gali padvigubėti.

Gamybos pritaikomumas: ar jis gali atitikti konkrečius pramonės reikalavimus, pvz., ±0,01 mm tikslumo reikalavimą elektronikos gamyboje arba automobilių pramonės poreikį kroviniams, viršijantiems 50 kg.

Globalus prisitaikymas: eksportuojama įranga turi atitikti tikslinės rinkos standartus, tokius kaip energijos suvartojimo ir triukšmo apribojimai Europos ir Amerikos rinkose, bei tolerancijos reikalavimus aukštai temperatūrai ir drėgmei Pietryčių Azijos rinkose.

Tarptautinės robotikos federacijos (IFR) 2024 m. duomenys rodo, kad įrangos prastovų dažnis dėl netinkamo pavaros pasirinkimo pasiekė 12 %, o daugiau nei 60 % šių atvejų buvo siejami su didmeninių pirkėjų suderinamumo klaidomis. Todėl labai svarbu išsamiai palyginti pavaros metodų skirtumus.

II. Išsamus pagrindinių trijų ašių servo robotų pavaros metodų palyginimas

Šiuo metu pasaulinėje rinkoje elektrinė pavara yra absoliučiai pagrindinis trijų ašių servo robotų pavaros metodas (sudaro daugiau nei 85 %), kurį papildo nedidelis skaičius hidraulinių / pneumatinių pavarų, skirtų specialioms reikmėms. Elektrinių pavarų srityje trys tipiškiausios transmisijos konstrukcijos yra rutuliniai sraigtai, sinchroniniai diržai ir krumpliastiebiniai krumpliaračiai. Jų specifiniai skirtumai yra šie:

(I) Pagrindinio pavaros metodo techninių parametrų palyginimas

(II) Kiekvieno pavaros metodo pagrindinių privalumų ir trūkumų analizė

1. Rutulinis sraigtinis pavaros mechanizmas: „Optimalus sprendimas“ didelio tikslumo scenarijams

Rutuliniai sraigtai perduoda jėgą per plieninių rutulių riedėjimą, paversdami servovariklio sukamąjį judesį tiesiniu judesiu. Tai yra pageidaujamas sprendimas didelio tikslumo trijų ašių servo robotams. Pagrindinis jo privalumas yra itin mažas laisvumas (

Tačiau pirkėjai turėtų žinoti apie jo apribojimus: ilgesni nei 2 metrai varžtai dėl savo svorio linkę įlinkti, todėl jiems reikia papildomų atraminių mechanizmų ir padidėja išlaidos; o maksimalų greitį riboja kritinis varžto greitis (paprastai neviršijantis 2 m/s), todėl jis netinka vien tik didelio greičio scenarijams. Be to, dulkėta aplinka pagreitina plieninių rutuliukų susidėvėjimą, todėl reikalinga pagalbinė įranga, pvz., apsauginiai dangčiai.

2. Sinchroninė diržinė pavara: ekonomiškas įrankis greitam ir mažos apkrovos darbui

Sinchroninėse diržinėse pavarose galios perdavimui naudojamas plieninės šerdies poliuretano diržas, sujungtas su skriemuliais. Jos pasižymi trimis pagrindiniais privalumais: dideliu greičiu, mažu triukšmu ir kontroliuojamomis sąnaudomis. Jų maksimalus greitis gali siekti 5 m/s, daugiau nei dvigubai didesnis nei rutulinių sraigtų, o pradinė pirkimo kaina yra tik 30–50 % tokių pačių specifikacijų rutulinių sraigtų kainos. Dėl to jos idealiai tinka mažo apkrovimo ir didelio greičio reikmėms, tokioms kaip maisto perdirbimas ir plastikinių dalių tvarkymas.

Tarptautiniai pirkėjai turėtų žinoti apie savo tikslumo apribojimus: sinchroniniai diržai yra linkę į elastinę deformaciją dėl temperatūros, todėl jų pakartojamumo tikslumas yra tik ±0,1–±0,3 mm, o tai negali atitikti tikslaus apdirbimo reikalavimų. Be to, jų keliamoji galia yra ribota (paprastai

3. Krumpliastiebinė pavara: būtina įranga sunkiems, ilgo eigos darbams

Krumpliastiebinės pavaros naudoja krumpliaračių sukimąsi linijiniam stovo judėjimui valdyti, siūlydamos pagrindinius didelės keliamosios galios ir neribotos eigos privalumus. Jos vardinė apkrova gali siekti daugiau nei 1000 kg, o sujungiant kelis stovo segmentus, galima pasiekti eigą, viršijančią 10 metrų, todėl tai yra esminis sprendimas sunkiems darbams, pavyzdžiui, automobilių dalių tvarkymui ir didelių staklių pakrovimui / iškrovimui.

Pagrindiniai šios pavaros sistemos iššūkiai yra triukšmo ir tikslumo valdymas: nepakankamas gamybos tikslumas gali sukelti >75 dB triukšmą, kai krumpliaračiai ir krumpliastiebiai susijungia, todėl reikia papildomai naudoti garsą izoliuojančią dangą; be to, laisvumas turi būti pašalintas išankstinio priveržimo įtaisu, kitaip tikslumas sumažės žemiau ±0,05 mm. Laimei, Europos ir Amerikos prekių ženklai pagerino tikslumą iki ±0,01 mm lygio, naudodami dantų paviršiaus šlifavimo technologiją, nors tai padidina pirkimo išlaidas 20–30 %.

4. Hidraulinės / pneumatinės pavaros: „papildomi sprendimai“ specialiems scenarijams

Hidraulinės pavaros, kurių keliamoji galia siekia šimtus kilogramų, vis dar naudojamos itin sunkiomis sąlygomis, pavyzdžiui, sunkiųjų liejinių gamyboje. Tačiau dėl alyvos nuotėkio ir taršos rizikos bei didelės hidraulinių stočių kainos jas palaipsniui pakeitė didelės apkrovos krumpliastiebinės pavaros. Pneumatinės pavaros dėl mažos kainos ir greito veikimo vis dar naudojamos mažose plastiko gamybos mašinose, tačiau jų ±0,5 mm tikslumas ir ribota keliamoji galia nepakankamai patenkina servo lygio įrangos poreikius.

2024 m. Tarptautinės robotikos federacijos (IFR) ataskaitoje teigiama, kad hidraulinės / pneumatinės pavaros dabar sudaro mažiau nei 5 % trijų ašių servo robotų, o elektrinės pavaros tampa absoliučia pagrindine tendencija, ypač servo variklių ir tikslių perdavimo mechanizmų derinys, kuris sujungia tikslumą ir lankstumą.

III. 3 žingsniai, kaip užfiksuoti optimalų pavaros sprendimą

1 veiksmas: pagrindinių reikalavimų parametrų patikslinimas
Prieš pirkimą reikia nustatyti tris pagrindinius rodiklius, kad būtų išvengta aklo pasirinkimo:
Tikslumo reikalavimai: elektronikos pramonei reikalingas ±0,02 mm tikslumas (pageidautina rutuliniai sraigtai); pakavimo pramonei reikalingas ±0,5 mm tikslumas (pakanka sinchroninių diržų).

Apkrova ir eiga: vienos ašies apkrovoms > 50 kg pasirinkite krumpliastiebį ir krumpliaratį; eigoms > 3 metrus naudokite prioritetinį krumpliastiebį ir krumpliaratį arba sinchroninį diržą (rutuliniams sraigtams reikalinga papildoma atrama).

Darbinis greitis: jei ciklo laikas > 120 ciklų/minutę, pasirinkite sinchroninį diržą; mažo greičio tiksliam darbui pasirinkite rutulinį sraigtą.

2 veiksmas: tikslinės pramonės scenarijų suderinimas
Skirtingose ​​pramonės šakose pavaros metodams keliami labai skirtingi reikalavimai. Atsižvelgiant į tarptautinės rinkos ypatybes, kaip pavyzdį galima naudoti šią adaptacijos logiką:

Elektronika / puslaidininkiai (daugiausia Europa ir Amerika): Reikalingas didelis tikslumas ir mažas triukšmas. Rekomenduojamos rutulinės sraigtinės pavaros. Kartu su „Delta ASD“ serijos servo pavaromis galima pasiekti ±0,005 mm tikslumą, atitinkantį Europos ir Amerikos elektronikos gamyklų standartus.

Automobilių dalys (suderinamos visame pasaulyje): Svarbiausi reikalavimai didelėms apkrovoms ir ilgam eigos laipsniui. Krumpliastiebinės pavaros yra optimalus sprendimas. Rekomenduojama rinktis antžemines pavaras, pritaikytas „Siemens V90“ servo sistemoms, siekiant pagerinti stabilumą.

Maistas / pakuotė (daugiausia Pietryčių Azija): akcentuojama kaina ir greitis. Sinchroninės diržinės pavaros siūlo geriausią kainos ir kokybės santykį. Poliuretano medžiagų naudojimas atitinka maisto pramonės higienos reikalavimus, o priežiūros ciklas pritaikytas Pietryčių Azijos gamyklų priežiūros galimybėms.

3 veiksmas: Bendrų gyvavimo ciklo sąnaudų apskaičiavimas
Tarptautinių pirkimų metu reikia atsižvelgti tiek į pradines investicijas, tiek į ilgalaikį eksploatavimą ir priežiūrą. Remiantis 100 000 valandų eksploatavimo trukme, atliekami šie skaičiavimai:

Rutulinis sraigtinis pavaros mechanizmas: didelė pradinė pirkimo kaina (maždaug 20 000 RMB), bet mažos priežiūros išlaidos (500 RMB per metus), bendros išlaidos – maždaug 25 000 RMB.

Sinchroninė diržinė pavara: maža pradinė pirkimo kaina (maždaug 8 000 RMB), tačiau diržą reikia keisti 4 kartus (po 200 RMB kiekvieną kartą), bendra kaina – maždaug 9 000 RMB.

Krumpliastiebio ir krumpliaračio pavara: vidutinė pradinė pirkimo kaina (apytiksliai 14 000 RMB), sujungimo tarpo reguliavimas vidutiniškai kainuoja 800 RMB per metus, bendra kaina – maždaug 22 000 RMB.

IV. Naujos pavarų technologijų tendencijos 2025 m.

Hibridinės pavaros sistemos: Hibridinės pneumatinės ir elektrinės pavaros tampa nauja karšta tema. Pavyzdžiui, sugriebimo veiksmams naudojamos pneumatinės pavaros (maža kaina), o padėties nustatymo veiksmams – sinchroninės diržinės pavaros (didelis tikslumas), kurios gali sumažinti išlaidas 30 %, tuo pačiu patenkinant vidutinio tikslumo reikalavimus.

Tiesioginė pavara be reduktoriaus: didelis sukimo momentas, mažas greitis servo varikliai nereikalauja reduktoriaus ir gali būti tiesiogiai prijungti prie rutulinių sraigtų arba krumpliastiebio krumpliaračių, taip 50 % sumažinant mechaninius nuostolius ir pailginant tarnavimo laiką iki daugiau nei 150 000 valandų. Ši technologija šiuo metu naudojama aukščiausios klasės modeliuose, kuriuos gamina tokie prekių ženklai kaip „Stäubli“.

Pažangus adaptacijos algoritmas: septintosios kartos servo valdiklyje integruotas neuroninio tinklo algoritmas, kuris automatiškai koreguoja pavaros parametrus pagal apkrovos pokyčius. Pavyzdžiui, „Doosan Robotics“ VX serija naudoja šią technologiją, kad sumažintų gedimų skaičių 60 %, todėl ji idealiai tinka daugiafunkcėms gamybos scenarijams.

Svetainė:https://www.zhiyirobotics.com/

El. paštas:sales@zhiyirobotics.com

#Trijų ašių servo robotas#Trijų ašių servo robotas#Robotų rankos 250–350 t#3 ašių servo robotas#Trijų ašių Servo roboto ranka