Premier mécanisme de transmission linéaire
Le mécanisme de transmission linéaire couramment utilisé dans les robots industriels peut être directement généré par le cylindre ou le cylindre hydraulique et le piston, et peut également être converti par un mouvement de rotation en utilisant un pignon et une crémaillère, un écrou à vis à billes et d'autres éléments de transmission.
1. Guide joint prismatique
Le guide d'articulation prismatique peut jouer un rôle pour assurer la précision de la position et le guidage pendant le mouvement.
Il existe cinq types de guides de joints prismatiques : guide de glissement ordinaire, guide de glissement à pression hydraulique dynamique, guide de glissement à pression hydraulique statique, guide flottant à air et guide de roulement.
À l'heure actuelle, le cinquième type de guide de roulement est le plus largement utilisé dans les robots industriels. Comme le montre la figure 2-15, la structure du guide de roulement inclus est supportée par le siège de support, qui peut être facilement connecté à n'importe quel avion. A ce moment, le manchon doit être ouvert et noyé dans le vérin, ce qui non seulement améliore la rigidité mais facilite également la connexion avec d'autres composants.
2. Dispositif à pignon et crémaillère
Dans le dispositif à crémaillère et pignon (Figure 2-16), si la crémaillère est fixe, lorsque l'engrenage tourne, l'arbre d'engrenage et la plaque de traînée se déplacent en ligne droite le long de la direction de la crémaillère. De cette manière, le mouvement de rotation de l'engrenage est converti en mouvement linéaire de la plaque de traînée. La plaque de traînée est supportée par une tige de guidage ou un rail de guidage, et la différence de retour du dispositif est grande.
3, vis à billes et écrou
Les vis à billes sont souvent utilisées dans les robots industriels en raison de leur faible frottement et de leur réponse rapide au mouvement.
Parce que de nombreuses billes sont placées dans la rainure de vis de l'écrou de vis à billes, la vis à billes est soumise à un frottement de roulement dans le processus de transmission, et le frottement est faible, de sorte que l'efficacité de transmission est élevée et le phénomène de fluage peut être éliminé à faible vitesse. Le glissement peut être éliminé en appliquant une certaine précharge lors du montage.
Comme le montre la figure 2-17, la bille dans l'écrou de la vis à billes circule à travers la rainure de guidage de meulage pour transférer le mouvement et la puissance, et l'efficacité de transmission de la vis à billes peut atteindre 90 %.
4, cylindre de pression liquide (gaz)
Le cylindre de liquide (gaz) est l'énergie de pression de sortie de la pompe hydraulique (compresseur d'air) en énergie mécanique, effectue un mouvement alternatif linéaire de l'actionneur, l'utilisation du cylindre de liquide (gaz) peut facilement réaliser un mouvement linéaire. Le cylindre de liquide (gaz) est principalement composé d'un cylindre, d'un couvercle de cylindre, d'un piston, d'une tige de piston et d'un dispositif d'étanchéité et d'autres composants. Le piston et le cylindre adoptent une coopération de glissement de précision, et l'huile sous pression (air comprimé) entre par une extrémité du cylindre de liquide (gaz) et pousse le piston à l'autre extrémité du cylindre de liquide (gaz), de manière à réaliser linéaire mouvement. En ajustant la direction d'écoulement et le débit d'huile hydraulique (air comprimé) dans le cylindre de liquide (gaz), la direction et la vitesse de mouvement du cylindre de liquide (gaz) peuvent être contrôlées.
Deux, mécanisme de transmission rotatif
Généralement, le moteur peut générer directement un mouvement de rotation, mais son couple de sortie est inférieur au couple requis et la vitesse est supérieure à la vitesse requise. Par conséquent, il est nécessaire d'utiliser un engrenage, un dispositif de transmission par courroie ou un autre mécanisme de transmission de mouvement pour convertir la vitesse supérieure en une vitesse inférieure et obtenir un couple plus important. Le transfert et la transformation du mouvement doivent être effectués efficacement et sans compromettre les caractéristiques souhaitées du système robotique, y compris la précision de positionnement, la précision de positionnement répété et la fiabilité. La transmission et la conversion du mouvement peuvent être réalisées par les mécanismes de transmission suivants.
1. Paire d'engrenages
La paire d'engrenages peut non seulement transmettre le déplacement angulaire et la vitesse angulaire, mais également transmettre la force et le couple. Un engrenage est monté sur l'arbre d'entrée et l'autre engrenage est monté sur l'arbre de sortie. On peut obtenir que le nombre de dents de l'engrenage est inversement proportionnel à sa vitesse [Équation (2-1)], et le rapport du couple de sortie au couple d'entrée est égal au rapport des dents de sortie aux dents d'entrée [ Équation (2-2)].
2. Dispositif de transmission par courroie synchrone
Dans les robots industriels, la transmission par courroie synchrone est principalement utilisée pour transférer le mouvement entre des axes parallèles. La surface de contact de la bande transporteuse synchrone et de la poulie est constituée d'une forme de dent correspondante et la puissance est transférée par engrènement. Le pas des dents est désigné par le pas circulaire t en enveloppant la poulie.
Où : n1 vitesse de la roue principale (r/min) ; n2 est la vitesse de roue passive (tr/min) ; z1 numéro de dent de la roue principale ; z2 est le nombre de dents de la roue passive.
Les avantages de la transmission par courroie synchrone : pas de transmission coulissante, rapport de transmission précis, transmission stable ; Large gamme de rapport de vitesse ; Petite tension initiale; L'arbre et le roulement ne sont pas faciles à surcharger. Cependant, les exigences de fabrication et d'installation de ce mécanisme de transmission sont strictes et les exigences matérielles de la courroie sont également plus élevées, de sorte que le coût est plus élevé. La transmission par courroie synchrone convient à la transmission entre le moteur et le réducteur à rapport de réduction élevé.
3. Engrenage harmonique
À l'heure actuelle, 60 à 70 % des articulations rotatives des robots industriels sont entraînées par des engrenages harmoniques.
L'entraînement par engrenage harmonique se compose de trois parties principales : un engrenage rigide, un générateur d'harmoniques et un engrenage flexible.
Lors du travail, l'engrenage rigide 6 est fixe et toutes les dents sont réparties sur la circonférence, et l'engrenage flexible 5 avec la couronne dentée extérieure 2 tourne le long de la couronne dentée intérieure 3 de l'engrenage rigide. L'engrenage flexible a deux dents de moins que l'engrenage rigide, de sorte que l'engrenage flexible tourne l'angle correspondant des deux dents dans la direction opposée à chaque révolution de l'engrenage rigide.
Le générateur d'harmoniques 4 a un profil ovale, et la bille montée dessus est utilisée pour supporter l'engrenage flexible, et le générateur d'harmoniques entraîne l'engrenage flexible pour tourner et provoquer une déformation plastique. Lors de la rotation, seules quelques dents de l'extrémité elliptique de l'engrenage flexible sont en prise avec l'engrenage rigide, et c'est seulement de cette manière que l'engrenage flexible peut tourner librement d'un certain angle par rapport à l'engrenage rigide. Habituellement, l'engrenage rigide est fixe, le générateur d'harmoniques est utilisé comme entrée et l'engrenage flexible est connecté à l'arbre de sortie.
Où : z1 est le nombre de dents de l'engrenage flexible ; z2 est le nombre de dents de l'engrenage rigide. En supposant que l'engrenage rigide a 100 dents et que l'engrenage flexible a deux dents de moins que lui, lorsque le générateur d'harmoniques tourne de 50 tours, l'engrenage flexible tourne d'1 tour, de sorte que le rapport de réduction de 1:50 peut être obtenu en ne prenant que un petit espace. Habituellement, le générateur d'harmoniques est installé dans l'arbre d'entrée et l'engrenage flexible est installé dans l'arbre de sortie pour obtenir un grand rapport de démultiplication.
4, réducteur d'entraînement de roue à broches cycloïdes
La transmission à moulinet cycloïde est un nouveau type de mode de transmission développé sur la base de la transmission à pendule à aiguille. Dans les années 1980, le Japon a développé un réducteur de transmission à moulinet cycloïde pour les articulations de robot. La figure 2-21 montre un schéma simplifié de la transmission du moulinet cycloïde.
Il se compose d'un mécanisme de réduction planétaire à engrenage cylindrique à développante et d'un mécanisme de réduction planétaire à moulinet cycloïde. La roue planétaire à développante 6 est reliée au vilebrequin 5 en tant qu'entrée de la partie de transmission à moulinet cycloïdal.
Si la roue centrale à développante 7 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, alors l'engrenage planétaire à développante tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre en même temps et entraîne la roue cycloïde en mouvement plan à travers le vilebrequin. A ce moment, la roue cycloïde est contrainte par la roue à aiguilles avec laquelle elle est en prise, et son axe tourne autour de l'axe de la roue à aiguilles alors qu'elle tourne également dans le sens opposé, c'est-à-dire dans le sens des aiguilles d'une montre. En même temps, il pousse le mécanisme de sortie du cadre planétaire dans le sens des aiguilles d'une montre à travers le vilebrequin.