Wie man die richtigen Lagergrößen für Robotikanwendungen wählt: Ein praktischer Handbuch für Ingenieure

Meta Beschreibung:Erfahren Sie, wie Sie die optimale Lagergröße für Robotergelenke auswählen.und beste Industriepraktiken zur Maximierung der Roboterlebensdauer und -leistung.

Einleitung

In der modernen Robotik, von industriellen Gelenkarmen bis hin zu humanoiden Maschinen, ist das Lager der unbekannte Held der Bewegungssteuerung.und GesamtlebensdauerDie Auswahl der richtigen Lagergröße ist jedoch selten ein einfacher Prozess.Maximierung der Steifigkeit und der Tragfähigkeit bei gleichzeitiger Minimierung des Gewichts und der räumlichen Fläche.

Bei einem untergroßen Lager kann es zu vorzeitiger Müdigkeit und einem katastrophalen Ausfall kommen, während bei einem übergroßen Lager unnötige Trägheit und eine geringere Energieeffizienz entstehen.Dieser Leitfaden beschreibt einen systematischen Ansatz zur Größenbildung von Roboterlagern, die sich eher auf praktische technische Erwägungen als nur auf Katalogmaße konzentriert.

1- Festlegung des operativen Profils des Gemeinsamen

Vor dem Öffnen eines Katalogs muss man die Kräfte, die auf das spezifische Gelenk wirken, quantifizieren.

• Verbrennungsart:Es ist festzustellen, ob das Gelenk hauptsächlich mit Radialbelastungen (z. B. lineare Bewegung), axialen Belastungen (z. B. Schub von einer Schraube) oder Momentbelastungen (z. B. einem freischaltenden Arm) umgeht.Das Grundgelenk eines Industrieroboters, zum Beispiel, müssen massiven Umdrehmomenten standhalten, so daß hochsteife Querwalzlager die Standardwahl sind.
• Dynamische gegen statische Belastungen:Ein Roboter, der eine schwere Nutzlast im Stillstand hebt, erzeugt eine statische Last.oder plötzliche Stillstände können 3 bis 5-mal höher sein als die durchschnittliche BetriebslastBei der Größerung müssen diese Spitzenstoßbelastungen berücksichtigt werden, um ein Brinelling (permanente Einbohrungen im Rennweg) zu verhindern.
• Geschwindigkeit und Hitze:Hochgeschwindigkeits-Gelenke erfordern Lager mit geringem Reibmoment und optimierten internen Abstandsräumen, um eine Wärmeansammlung zu verhindern, die Schmierstoffe abbauen und die internen Abstandsräume verändern kann.

2. Navigation nach räumlichen Einschränkungen und Gewichtsgrenzen

Die moderne Robotik neigt stark zu leichten, kompakten Designs, insbesondere in kollaborativen Robotern (Cobots) und humanoiden Plattformen.

• mit einer Breite von mehr als 20 mm,Wenn der Platz knapp ist, sind dünngeschnittene Lager oft die Lösung, da sie unabhängig vom Bohrdurchmesser einen konstanten Querschnitt aufrechterhalten und so erhebliches Gewicht und Platz sparen.Sie eignen sich ideal für Handgelenke und leichte Roboterarme, bei denen die Minimierung der Drehinnerrschaft von entscheidender Bedeutung ist.
• Integrierte Entwürfe:Suchen Sie nach Lagern, die Montagemöglichkeiten (z. B. Gewinde) integrieren oder die Funktionen eines Lagers und eines Zahnrads kombinieren.drastische Verringerung der Gesamtgröße der gemeinsamen Montage.

3. Genauigkeitsgrade an die Anwendungsbedürfnisse anpassen

Größe geht nicht nur um physische Abmessungen, sondern auch um interne Toleranzen. Übergeordnete Präzision treibt die Kosten nach oben, ohne einen Mehrwert zu schaffen, während untergeordnete Leistung die Leistung ruiniert.

• Standardverbindungen:Für die allgemeine Materialbearbeitung oder die Palettierung genügen in der Regel die Präzisionsklassen P5 oder P4.
• Hochgenaue Aufgaben:Für chirurgische Roboter, Halbleiter-Handhabung oder Feinmontage sind Lager der P2-Klasse erforderlich.Gewährleistung eines minimalen Auslaufs und einer genauen Positionierung.
• Überlegungen:Für Robotergelenke, bei denen keine Rückschläge erforderlich sind, müssen Lager vorbelastet werden.Eine höhere Vorbelastung erhöht die Steifigkeit, erhöht aber auch die Reibung und die BetriebstemperaturDie Vorbelastung ist sorgfältig auf der Grundlage der erwarteten äußeren Belastungen zu berechnen.

4. Wählen Sie die richtige Lagerarchitektur aus

Die physische Größe eines Lagers wird durch seine interne Architektur bestimmt.

• mit einer Breite von mehr als 20 mm,Der Goldstandard für Roboterbasen und schwere Gelenke, die 90-Grad-Verzweigung ermöglicht ein einziges, kompaktes Lager, um Radial-, Achs- und Momentbelastungen gleichzeitig zu bewältigen.mit einer höheren Steifigkeit als Kugellager der gleichen Größe.
• mit einer Breite von mehr als 10 mm,Am besten geeignet für Hochgeschwindigkeitsanwendungen mit signifikanten axialen Belastungen, wie Roboterhandgelenke oder Spindelantriebe.