Источник точной мощности — основная роль шарико-винтовых передач в роботах-манипуляторах
Sep 12, 2025
Роботизированные руки играют всё более важную роль в промышленной автоматизации, медицинской хирургии и даже в освоении космоса. Они способны выполнять сложные задачи, такие как сварка, покраска, погрузка-разгрузка, прецизионная сборка и даже малоинвазивная хирургия. Хотя мы восхищаемся точностью, высокой скоростью и грузоподъёмностью роботизированных рук, ключевой компонент играет решающую роль: шарико-винтовая передача. Она преобразует вращательное движение в точное линейное. Шариковый винт представляет собой механический передаточный элемент, состоящий в основном из ходового винта, гайки, шариков и инвертора. Ходовой винт: вал с точной винтовой канавкой. Гайка: деталь с соответствующими винтовыми канавками внутри, сопрягаемая с ходовым винтом. Шарики: располагаются между винтовыми канавками ходового винта и гайки и выполняют роль посредника. Принцип работы: Когда серводвигатель приводит в движение ходовой винт, шарики циркулируют в канавках, толкая гайку, обеспечивая точное линейное движение вдоль оси ходового винта. Это «трение качения» и является источником его высокой производительности. Шариковые винты обеспечивают незаменимые преимущества при проектировании сочленений роботов (особенно линейных сочленений) и рабочих органов: 1. Высокая точность и правильность позиционирования Шариковые винты производятся по высокоточной технологии, что обеспечивает крайне низкий уровень погрешности шага. Это означает, что определённый поворот двигателя обеспечивает исключительно точное линейное перемещение гайки. Это критически важно для роботов, которым необходимо многократно занимать одно и то же положение для таких задач, как сбор стружки и точное дозирование. 2. Высокая эффективность Благодаря конструкции с трением качения шариковинтовые передачи могут достигать КПД передачи, превышающего 90%. Более энергоэффективно: меньше энергии теряется в виде тепла при передаче. Более простое управление: высокая эффективность означает меньший люфт и улучшенную обратимость, что обеспечивает более быструю реакцию системы и более точное управление. 3. Высокая жесткость и грузоподъемность Точечный контакт между шариком и канавкой позволяет им выдерживать значительные осевые нагрузки. Это позволяет роботизированным манипуляторам с шариковинтовыми парами поднимать более тяжёлые заготовки или сохранять исключительную устойчивость при фрезеровании и шлифовании, противодействуя силам реакции, возникающим при обработке, и предотвращая вибрацию и прогиб. 4. Длительный срок службы и высокая надежностьТрение качения вызывает гораздо меньший износ, чем трение скольжения. При правильном выборе, смазке и обслуживании шарико-винтовые передачи обеспечивают исключительно долгий срок службы, гарантируя промышленным роботам соответствие высоким требованиям круглосуточного непрерывного производства, сокращая при этом расходы на обслуживание и время простоя. Шариковые винты уже широко используются в манипуляторах-роботах, таких как: Привод сочленений промышленных роботов, концевые эффекторы для захвата с высоким уровнем захвата и роботы SCARA для подъема по оси Z, широко используемые при сборке и погрузочно-разгрузочных работах. Несмотря на значительные преимущества, применение шарико-винтовых передач также сталкивается с определенными проблемами: Стоимость: Стоимость изготовления выше, чем у обычных скользящих винтов. Шум: Некоторый шум все еще возникает даже на высоких скоростях. Техническое обслуживание: требуется регулярная смазка, а также они чувствительны к пыли и мусору, поэтому обычно требуют использования защитных кожухов. По мере того как робототехника развивается в сторону более высоких скоростей, большей точности и большего интеллекта, технология шарико-винтовых передач будет продолжать совершенствоваться.
ПОДДЕРЖИВАЕМАЯ СЕТЬ
