रोबोट संयुक्त मॉड्यूल औद्योगिक रोबोटों की मुख्य निष्पादन इकाई है, जो पावर ट्रांसमिशन, रवैया समायोजन और सटीक नियंत्रण जैसे प्रमुख कार्यों के लिए जिम्मेदार है। इसकी संरचना सीधे रोबोट की भार क्षमता, गति सटीकता, प्रतिक्रिया गति और विश्वसनीयता निर्धारित करती है। औद्योगिक ग्रेड संयुक्त मॉड्यूल आमतौर पर एक एकीकृत तरीके से डिजाइन किए जाते हैं (नागरिक या अनुसंधान ग्रेड विभाजन संरचनाओं से अलग), और उनके मुख्य घटकों को चार मॉड्यूल में विभाजित किया जा सकता है: यांत्रिक संरचना, ड्राइव सिस्टम, सेंसिंग फीडबैक सिस्टम, स्नेहन और सुरक्षा प्रणाली। प्रत्येक मॉड्यूल "पावर इनपुट मोशन रूपांतरण परिशुद्धता नियंत्रण" के पूर्ण बंद लूप को प्राप्त करने के लिए एक साथ काम करता है। निम्नलिखित एक विस्तृत पृथक्करण है:
1, यांत्रिक संरचना मॉड्यूल (कोर लोड-बियरिंग और मोशन ट्रांसमिशन)
यांत्रिक संरचना संयुक्त मॉड्यूल का भौतिक आधार है, जिसे "उच्च कठोरता, हल्के वजन और उच्च परिशुद्धता संचरण" की तीन आवश्यकताओं को एक साथ पूरा करने की आवश्यकता होती है। मुख्य घटकों में शामिल हैं:
1. हार्मोनिक रिड्यूसर/आरवी रिड्यूसर (कोर ट्रांसमिशन घटक)
कार्य: ट्रांसमिशन सटीकता और कठोरता सुनिश्चित करते हुए, मोटर के उच्च गति वाले निम्न टॉर्क आउटपुट को निम्न गति वाले उच्च टॉर्क में परिवर्तित करें। यह संयुक्त मॉड्यूल का "शक्ति प्रवर्धन कोर" है।
प्रकार और अनुप्रयोग परिदृश्य:
हार्मोनिक रिड्यूसर: एक तरंग जनरेटर, लचीले पहियों और कठोर पहियों से बना है, जिसका ट्रांसमिशन अनुपात रेंज 50 {3 }}320 है और रिटर्न क्लीयरेंस 1 आर्क मिनट से कम या उसके बराबर है। यह हल्का है, संरचना में कॉम्पैक्ट है, और छोटे और मध्यम आकार के लोड रोबोट (10-50 किलोग्राम भार के साथ) के अग्रबाहु और कलाई जैसे जोड़ों के लिए उपयुक्त है;
आरवी रिड्यूसर: साइक्लोइडल पिनव्हील, प्लैनेटरी कैरियर और सुई गियर हाउसिंग से बना है, जिसका ट्रांसमिशन अनुपात रेंज 30 - 120 है और रिटर्न क्लीयरेंस 0.5 आर्क मिनट से कम या उसके बराबर है। इसमें मजबूत कठोरता और उत्कृष्ट प्रभाव प्रतिरोध है, और हेवी-ड्यूटी रोबोट (50 किलोग्राम से अधिक भार के साथ) के आधार, बूम और कंधों जैसे प्रमुख जोड़ों के लिए उपयुक्त है।
2. मोटर आउटपुट शाफ्ट और कपलिंग
मोटर आउटपुट शाफ्ट: उच्च शक्ति वाले मिश्र धातु इस्पात से बना, पहनने के प्रतिरोध और मरोड़ वाली ताकत सुनिश्चित करने के लिए सतह को कार्बराइजिंग और शमन के साथ इलाज किया जाता है, जो रेड्यूसर के इनपुट छोर से मजबूती से जुड़ा होता है;
युग्मन: मोटर शाफ्ट और रेड्यूसर के इनपुट शाफ्ट के बीच समाक्षीयता त्रुटि की भरपाई के लिए उपयोग किया जाता है, इसे कठोर कपलिंग (जैसे कुंजी कनेक्शन, विस्तार आस्तीन) और लोचदार कपलिंग (जैसे रबड़ पैड, नालीदार ट्यूब प्रकार) में विभाजित किया जाता है। ट्रांसमिशन लैग से बचने के लिए आमतौर पर औद्योगिक रोबोट में कठोर कपलिंग का उपयोग किया जाता है।
3. शैल और स्थापना निकला हुआ किनारा
शैल: एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बना, एल्यूमीनियम मिश्र धातु हल्के वजन की आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त है, और कच्चा लोहा उच्च कठोरता परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है; शेल के आंतरिक डिज़ाइन में एक रेड्यूसर इंस्टॉलेशन कक्ष, एक मोटर इंस्टॉलेशन सीट, एक सेंसर इंस्टॉलेशन ग्रूव, और बाहरी आरक्षित गर्मी लंपटता पसलियाँ और सीलिंग ग्रूव्स शामिल हैं;
इंस्टॉलेशन फ्लैंज: संयुक्त मॉड्यूल और रोबोट आर्म सेगमेंट को जोड़ने के लिए मानक इंटरफेस का उपयोग करते हुए, इंस्टॉलेशन सटीकता सुनिश्चित करने के लिए फ्लैंज सतह को सटीक रूप से मशीनीकृत किया जाता है (सपाटता 0.01 मिमी से कम या उसके बराबर)।
4. आउटपुट शाफ्ट और बियरिंग घटक
आउटपुट शाफ्ट: रेड्यूसर के आउटपुट सिरे से जुड़ा होता है, जिसका उपयोग रोबोट आर्म सेक्शन में टॉर्क संचारित करने के लिए किया जाता है, सतह को सटीक रूप से मशीनीकृत करने की आवश्यकता होती है, और अंत को कीवे, थ्रेडेड होल या एक्सपेंशन स्लीव इंटरफ़ेस के साथ डिज़ाइन किया गया है;
बियरिंग घटक: आमतौर पर क्रॉस रोलर बियरिंग या हार्मोनिक बियरिंग का उपयोग किया जाता है। क्रॉस रोलर बीयरिंग में मजबूत भार वहन क्षमता (रेडियल+अक्षीय समग्र भार) और उच्च कठोरता होती है। हार्मोनिक बीयरिंग हार्मोनिक रिड्यूसर से मेल खाने के लिए उपयुक्त हैं, और संयुक्त रोटेशन सटीकता सुनिश्चित करने के लिए बीयरिंग की सटीकता स्तर को पी 4 या उससे ऊपर तक पहुंचने की आवश्यकता है।
2, ड्राइव सिस्टम मॉड्यूल (पावर आउटपुट और कंट्रोल कोर)
ड्राइव सिस्टम संयुक्त मॉड्यूल को शक्ति प्रदान करता है, जिससे गति और टॉर्क का सटीक समायोजन प्राप्त होता है। मुख्य घटकों में शामिल हैं:
1. सर्वो मोटर (शक्ति स्रोत)
प्रकार: औद्योगिक रोबोट के सभी संयुक्त मॉड्यूल स्थायी चुंबक तुल्यकालिक सर्वो मोटर्स का उपयोग करते हैं, जिनमें उच्च शक्ति घनत्व, उच्च प्रतिक्रिया गति, कम जड़ता आदि की विशेषताएं होती हैं। स्थापना विधि के अनुसार, उन्हें आंतरिक प्रकार (मोटर और रेड्यूसर को आवास में एकीकृत किया जाता है) और बाहरी प्रकार (मोटर एक निकला हुआ किनारा के माध्यम से आवास से जुड़ा होता है) में विभाजित किया जाता है;
मुख्य पैरामीटर: रेटेड पावर (100W-15kW), रेटेड स्पीड (3000-6000rpm), रोटर जड़ता (0.01-0.5kg · m²), टॉर्क स्थिरांक (0.1-5N · m/A), गियरबॉक्स ट्रांसमिशन अनुपात (मोटर आउटपुट टॉर्क x ट्रांसमिशन अनुपात=संयुक्त आउटपुट टॉर्क) के साथ मिलान किया जाना है।
2. सर्वो ड्राइव (नियंत्रण इकाई)
कार्य: ऊपरी कंप्यूटर (रोबोट नियंत्रक) से नियंत्रण निर्देश (स्थिति, गति, टॉर्क सिग्नल) प्राप्त करें, सर्वो मोटर को संचालित करने के लिए पीआईडी विनियमन के माध्यम से आउटपुट पीडब्लूएम सिग्नल प्राप्त करें, और ओवरकरंट, ओवरवॉल्टेज, ओवरलोड और ओवरहीटिंग जैसे सुरक्षा कार्यों को प्राप्त करें;
कोर तकनीक: स्थिति मोड (संयुक्त रोटेशन कोण को नियंत्रित करना), स्पीड मोड (संयुक्त गति को नियंत्रित करना), और टॉर्क मोड (आउटपुट टॉर्क को नियंत्रित करना) का समर्थन करता है। कुछ हाई-एंड ड्राइवर गति की सहजता और सटीकता में सुधार के लिए इलेक्ट्रॉनिक गियरबॉक्स, कंपन दमन और अनुकूली नियंत्रण एल्गोरिदम को एकीकृत करते हैं।
3. पावर केबल और इंटरफेस
पावर केबल: यह लचीली केबलों (10 मिलियन गुना से अधिक या उसके बराबर के झुकने वाले प्रतिरोध के साथ) का उपयोग करके सर्वो मोटर के तीन चरण बिजली आपूर्ति (यू / वी / डब्ल्यू) और ब्रेक सिग्नल को प्रसारित करता है, और बाहरी त्वचा सामग्री पीवीसी या पीयूआर है, जिसमें तेल प्रतिरोध, पहनने के प्रतिरोध और विरोधी हस्तक्षेप विशेषताएं हैं;
इंटरफ़ेस: औद्योगिक मानक इंटरफ़ेस को अपनाते हुए, विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप से बचने के लिए पावर इंटरफ़ेस और सिग्नल इंटरफ़ेस को अलग से डिज़ाइन किया गया है।
3, सेंसर फीडबैक सिस्टम मॉड्यूल (सटीक नियंत्रण और स्थिति निगरानी)
सेंसर फीडबैक प्रणाली संयुक्त स्थिति, वेग, टोक़ इत्यादि पर वास्तविक समय डेटा एकत्र करती है, जो बंद लूप नियंत्रण के लिए आधार प्रदान करती है और रोबोट गति सटीकता सुनिश्चित करने की कुंजी है। मुख्य घटकों में शामिल हैं:
1. स्थिति सेंसर (मुख्य फीडबैक घटक)
प्रकार: मुख्यधारा निरपेक्ष मूल्य एनकोडर को अपनाती है, जो फोटोइलेक्ट्रिक, मैग्नेटो इलेक्ट्रिक और कैपेसिटिव प्रकारों में विभाजित होते हैं। औद्योगिक रोबोटों में, फोटोइलेक्ट्रिक एब्सोल्यूट वैल्यू एनकोडर का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है (रिज़ॉल्यूशन 17 बिट्स से अधिक या उसके बराबर, कुछ उच्च -अंत उत्पाद 25 बिट्स तक);
स्थापना विधि: सीधे सर्वो मोटर की पूंछ पर स्थापित (मोटर गति का पता लगाने के लिए), या रेड्यूसर के आउटपुट शाफ्ट के माध्यम से युग्मित (सीधे संयुक्त की वास्तविक स्थिति का पता लगाने और ट्रांसमिशन त्रुटियों को खत्म करने के लिए);
कार्य: जोड़ों की पूर्ण स्थिति की जानकारी (कोण मान) का वास्तविक समय आउटपुट। ऊपरी कंप्यूटर इस डेटा के आधार पर स्थिति त्रुटि की गणना करता है और संयुक्त स्थिति सटीकता (बार-बार स्थिति सटीकता ± 0.02 मिमी से कम या उसके बराबर) सुनिश्चित करने के लिए सर्वो मोटर की संचालन स्थिति को समायोजित करता है।
2. स्पीड सेंसर
आमतौर पर स्थिति सेंसर (जैसे एनकोडर की गति माप फ़ंक्शन) के साथ एकीकृत, संयुक्त गति की गणना एनकोडर पल्स सिग्नल की आवृत्ति का पता लगाकर की जाती है। कुछ उच्च-स्तरीय संयुक्त मॉड्यूल कम-स्पीड ऑपरेशन के दौरान गति का पता लगाने की सटीकता में सुधार करने के लिए अतिरिक्त रूप से हॉल सेंसर या स्पीड जनरेटर स्थापित करेंगे।
3. टॉर्क सेंसर (वैकल्पिक घटक)
कार्य: लोड मॉनिटरिंग, टकराव का पता लगाने और बल नियंत्रण संचालन (जैसे असेंबली और पॉलिशिंग) के लिए जोड़ों के आउटपुट टॉर्क का पता लगाएं;
प्रकार: स्ट्रेन गेज, मैग्नेटो इलास्टिक, और ऑप्टिकल। स्ट्रेन गेज टॉर्क सेंसर में कम लागत और उच्च सटीकता (± 0.5% एफएस) होती है, और ये औद्योगिक रोबोट के लिए मुख्यधारा की पसंद हैं। वे आउटपुट शाफ्ट और आर्म सेक्शन के बीच या रेड्यूसर के अंदर स्थापित होते हैं।
4. तापमान सेंसर और कंपन सेंसर
तापमान सेंसर: घटक तापमान का पता लगाने के लिए मोटर वाइंडिंग और रेड्यूसर हाउसिंग पर स्थापित किया गया। जब तापमान सीमा (आमतौर पर 80-100 डिग्री) से अधिक हो जाता है, तो सर्वो ड्राइव ओवरहीटिंग सुरक्षा को ट्रिगर करता है;
कंपन सेंसर: संयुक्त संचालन के दौरान कंपन आयाम और आवृत्ति का पता लगाने के लिए एक त्वरण सेंसर का उपयोग करना, गलती चेतावनी (जैसे रेड्यूसर पहनना, बीयरिंग क्षति) के लिए उपयोग किया जाता है, केवल उच्च अंत औद्योगिक रोबोट संयुक्त मॉड्यूल में कॉन्फ़िगर किया गया है।
4, स्नेहन और सुरक्षा प्रणाली मॉड्यूल (विश्वसनीयता आश्वासन)
स्नेहन और सुरक्षा प्रणाली का उपयोग संयुक्त मॉड्यूल के सेवा जीवन को बढ़ाने और औद्योगिक साइटों में कठोर वातावरण के अनुकूल होने के लिए किया जाता है। मुख्य घटकों में शामिल हैं:
1. स्नेहन घटक
स्नेहक: उच्च चिपचिपापन सूचकांक, एंटी-घिसाव और एंटी-एजिंग विशेषताओं के साथ विशेष ग्रीस का उपयोग रेड्यूसर के लिए किया जाता है, और चिकनाई वाले तेल या ग्रीस का उपयोग मोटर बेयरिंग के लिए किया जाता है;
स्नेहन संरचना: रेड्यूसर को अंदर तेल इंजेक्शन छेद और तेल निर्वहन छेद के साथ डिज़ाइन किया गया है, और कुछ उच्च अंत उत्पाद स्वचालित स्नेहन प्रणाली (समयबद्ध और मात्रात्मक तेल इंजेक्शन) से सुसज्जित हैं। आसान रखरखाव के लिए आवास के बाहर एक चिकनाई ग्रीस अवलोकन खिड़की आरक्षित है।
2. सीलिंग घटक
स्थैतिक सीलिंग: चिकनाई वाले तेल रिसाव और धूल को प्रवेश करने से रोकने के लिए, शेल और फ्लैंज, मोटर और शेल के बीच कनेक्शन के लिए ओ - रिंग और फ्लैट गैसकेट का उपयोग करना;
डायनेमिक सीलिंग: स्केलेटन ऑयल सील्स और V{0}}आकार की सीलिंग रिंगों का उपयोग करके, आउटपुट शाफ्ट और हाउसिंग के घूमने वाले हिस्सों के लिए उपयोग किया जाता है। स्केलेटन ऑयल सील मध्यम और निम्न गति परिदृश्यों के लिए उपयुक्त हैं।
3. सुरक्षात्मक कोटिंग और गर्मी अपव्यय संरचना
सुरक्षात्मक कोटिंग: खोल की सतह को एनोडाइजिंग (एल्यूमीनियम मिश्र धातु) और पेंटिंग (कच्चा लोहा) से उपचारित किया जाता है, जिसमें जंग-रोधी और घिसाव-रोधी विशेषताएं होती हैं। कुछ उत्पाद तीन प्रूफ कोटिंग (एंटी साल्ट स्प्रे, एंटी ह्यूमिडिटी, एंटी मोल्ड) का उपयोग करते हैं, जो बाहरी या कठोर कार्यशाला वातावरण के लिए उपयुक्त है;
गर्मी अपव्यय संरचना: मोटर आवास को गर्मी अपव्यय पसलियों के साथ डिज़ाइन किया गया है, और कुछ उच्च {0}शक्ति संयुक्त मॉड्यूल लंबे समय तक संचालन के दौरान मोटर और चालक के स्थिर तापमान को सुनिश्चित करने के लिए गर्मी अपव्यय प्रशंसकों या पानी ठंडा चैनलों से सुसज्जित हैं।