Sięgnij po precyzję zapewnianą przez najlepszych producentów robotów

Fot. 1. Budowa omawianych przekładni

Obecnie znaczną przewagę nad pozycjonerami produkowanymi przez integratorów mają konstrukcje dostarczane bezpośrednio przez producentów robotów. Różnica polega na jakości technologii wykonania, gdyż dominującym rozwiązaniem stosowanym przez tych ostatnich są przekładnie cykloidalne. Jednak teraz integratorzy również mają możliwość dostarczania konkurencyjnych rozwiązań implementując precyzyjne reduktory Nabtesco.

W porównaniu do przekładni planetarnych nadal często wybieranych przez integratorów, przekładnie cykloidalne charakteryzują się większą wytrzymałością, bardziej kompaktową konstrukcją. Gwarantują również bardzo małe luzy kątowe poniżej 1 arcmin, dzięki zjawisku jednoczesnego zazębiania się nieprzerwanie wszystkich zębów.

Równomierny rozkład obciążenia na całej powierzchni styku wszystkich zębów sprawia, że reduktory te są bardziej wytrzymałe na wstrząsy i uderzenia niż przekładnie planetarne, w których jednocześnie zazębia się od 3 do 6 zębów. Małe luzy pozwalają dodatkowo na realizację bardzo precyzyjnego ruchu.

Fot. 2. Różne typy przekładni - z kołnierzem i sprzęgłem oraz wersja z równoległym wałkiem i otworem

Zwarta budowa jest dużą zaletą zwłaszcza w aplikacjach wymagających dużych przełożeń. Typowe przekładnie planetarne przy stosunkowo dużej redukcji wymagają zastosowania aż trzech stopni przełożenia, co wpływa na znaczne zwiększenie wymiarów i wagi reduktora. Przekładnia cykloidalna ma zawsze tylko dwa stopnie przełożenia, dlatego jej wymiary i waga są dużo mniejsze od odpowiednich przekładni planetarnych. Pozwala to na zmniejszenie kosztów, zwłaszcza gdy część przekładni porusza się wraz z konstrukcją.

Budowę przekładni cykloidalnej Nabtesco można podzielić na dwie części. W pierwszej, obrót z wału silnika jest przenoszony przez precyzyjne przełożenie zębate. W tym miejscu prędkość obrotowa jest redukowana w zależności od ilości zębów zębatki wejściowej i zębatek przenoszących napęd do drugiego stopnia przekładni. Te zębatki (dwie lub trzy w zależności od typu przekładni) połączone są dalej bezpośrednio z wałkami mimośrodowymi napędzającymi koła zębate z zębami o zarysie cykloidy.

Przeniesienie napędu między mimośrodami a zębatkami cykloidalnymi łożyskowane jest igiełkowo. Zębatki cykloidalne, których ruch obrotowy wymuszany jest przez wałki mimośrodowe, obracają się o jeden ząb na jeden obrót mimośrodu, co skutkuje kolejną redukcją obrotów. Całkowite przełożenie to wynik pierwszego i drugiego przełożenia. Dzięki przeciwstawnemu umieszczeniu zębatek cykloidalnych, powierzchnia styku między nimi, a wałeczkami łożyskującymi je względem obudowy jest niemal na całym obwodzie. Pozwala to na uzyskanie dużej sztywności układu i wytrzymałości na udary mechaniczne (np. gwałtowne zatrzymanie elementów o znacznej bezwładności).

Fot. 3. Porównanie przekładni planetarnej i cykloidalnej

W zależności od rodzaju aplikacji przekładne Nabtesco dostępne są w wersji gotowej do montażu (seria RD2), a także w wersji bez obudowy i uszczelnień przeznaczonej do zintegrowania np. w ramieniu robota (seria RV). Zarówno seria RD2 jak i seria RV są dostępne w wersji z otworem, który ułatwia przeprowadzenie np. przewodów poprzez przekładnię.

Reduktory dostępne są w wykonaniu z kołnierzem i sprzęgłem do silnika wyprowadzonym równolegle, prostopadle, a także z wałkiem wyprowadzonym równolegle do osi obrotu kołnierza wyjściowego. Prezentowane reduktory pozwalają na uzyskanie bardzo wysokiego momentu na wyjściu, znamionowo ponad 3000 Nm, a dostępność dużych przełożeń umożliwia optymalne wykorzystanie jednostki napędowej. Pozwala to również na znaczną oszczędność energii, gdyż dzięki możliwości uzyskania wysokiego momentu na wyjściu przekładni można zastosować mniejszy (oszczędniejszy) silnik.

Poza wspomnianym na wstępie zastosowaniu w robotach wykorzystywanych np. w paletyzacji, spawalnictwie czy też do malowania karoserii w przemyśle motoryzacyjnym, przekładnie cykloidalne są implementowane wszędzie tam, gdzie wymagane jest precyzyjne pozycjonowanie oraz duża żywotność. Są to wszelkiego rodzaju pozycjonery współpracujące z robotami, gdzie reduktor umożliwia sprawne przeniesienie napędu w osi wychyłowej oraz obrotowej. Do zastosowania w stołach obrotowych dedykowana jest seria NT. Jej konstrukcja pozwala na uzyskiwanie maksymalnej precyzji pozycjonowania i powtarzalności, jest także bardzo wytrzymała na obciążenia i wstrząsy (aż pięć razy większych od momentu znamionowego).

Fot. 4. Przykłady zastosowań przekładni

Do aplikacji wymagających uzyskiwania wysokich prędkości najodpowiedniejszym reduktorem jest seria GH, której maksymalna prędkość na wyjściu wynosi do 250 obr./min. Takie parametry są konieczne m.in. w obrabiarkach z automatyczną wymianą narzędzi, manipulatorach robotów, paletyzatorach, a także systemach przenośników taśmowych.

Precyzja pozycjonowania, wytrzymałość oraz przenoszenie dużych momentów to parametry niezbędne także w innych aplikacjach np. w przemyśle półprzewodnikowym, w przemysłowych wózkach samojezdnych czy w systemach napędowych ze śrubą kulową. W przemyśle medycznym reduktory służą do pozycjonowania łóżek chirurgicznych, stołów operacyjnych, tomografów komputerowych, rezonansów magnetycznych czy akceleratorów liniowych.

Innym ciekawym obszarem zastosowań jest pozycjonowanie paneli solarnych, a także anten zarówno stacjonarnych (pogodowych, masztowych), jak i mobilnych, służących m.in. do śledzenia dużych szerokości i zakresów pasm. Więcej informacji o zastosowaniach i szczegółowych parametrach przekładni Nabtesco można znaleźć na stronie www.wobit.com.pl.

P.P.H. WObit E.K.J. Ober s.c.
www.wobit.com.pl