Băng thử nghiệm điều hòa truyền động và giảm tốc RV: Phản ứng dữ dội chính xác, Lỗi truyền tải, và xác nhận hiệu quả

Tại sao bộ truyền động hài hòa và bộ giảm tốc RV lại yêu cầu giao thức thử nghiệm riêng

Hộp số hành tinh và hộp số bánh răng trụ chịu được thử nghiệm tương đối thô: mô-men xoắn trong, mô-men xoắn ra, hiệu suất ở tải định mức. Ổ đĩa hài hòa và RV (xoay vectơ) bộ giảm tốc là khác nhau. Một bộ bánh răng sóng biến dạng được chế tạo có sai số truyền tới ±30 cung giây có thể xuất hiện một lỗi không được phát hiện và chỉ xuất hiện dưới tải hai chiều theo chu kỳ — không thể nhìn thấy đối với phép đo tổn thất điện năng đơn giản ở trạng thái ổn định.

Là cobots, robot phẫu thuật, thiết bị xử lý chất bán dẫn, và hệ thống truyền động hàng không vũ trụ ngày càng phát triển, thị trường truyền động điều hòa và hộp giảm tốc RV đang mở rộng nhanh chóng. Mỗi ứng dụng đó đặt hộp số không phản ứng ngược vào một vòng lặp được điều khiển theo vị trí trong đó sai số góc xác định trực tiếp chất lượng sản phẩm, an toàn bệnh nhân, hoặc tính toàn vẹn của cấu trúc. Bàn thử nghiệm ở cuối dây chuyền sản xuất - hoặc băng ghế thử nghiệm dành cho nhà cung cấp mới - phải phát hiện các vấn đề ở cấp độ micron trước khi chúng trở thành lỗi tại hiện trường.

Điều gì làm cho những bộ giảm tốc này trở nên khác biệt về mặt cơ học

• Ổ đĩa hài hòa (thiết bị sóng biến dạng): Đường spline linh hoạt (đường uốn cong) bị biến dạng bởi một ổ trục tạo sóng hình elip sao cho các răng bên ngoài của nó ăn khớp với các răng bên trong của đường tròn ở hai điểm đối xứng đường kính cùng một lúc. Tỷ lệ giảm của 30:1 ĐẾN 320:1 trong một giai đoạn duy nhất, với phản ứng dữ dội gần như bằng không - thường là <1 phút cung trong tình trạng mới. Flexspline là thành phần mỏi quan trọng.
• Giảm tốc RV (bánh xe tròn): Sử dụng trục khuỷu lệch tâm để dẫn động một hoặc hai đĩa xích chống lại các con lăn chốt, sau đó xuất ra thông qua một tấm mang. Tỷ lệ chung 57:1 ĐẾN 192:1. Cứng hơn so với các bộ truyền động điều hòa ở mức tải cao, hiệu suất đỉnh thấp hơn, nhưng tuổi thọ mỏi dài hơn dưới mô-men xoắn liên tục lớn. Chiếm ưu thế trong các mối nối robot công nghiệp lớn (vai, khuỷu tay).
• Sự khác biệt chính so với thúc đẩy/hành tinh: Cả hai loại đều có độ tuân thủ đàn hồi cơ bản khi chịu tải - đường uốn cong của bộ truyền động điều hòa làm lệch hướng, vòng bi chốt trục khuỷu của RV nén. Tính đàn hồi này gây ra mất chuyển động Và độ cứng xoắn phụ thuộc vào tải theo cách mà các bản đồ hiệu suất thiết bị đơn giản không bao giờ nắm bắt được.

Các hạng mục kiểm tra cốt lõi cho Bộ truyền động điều hòa và Bộ giảm tốc RV

1. Lỗi truyền tải (THE) Lập bản đồ

Lỗi truyền dẫn là sự chênh lệch giữa góc đầu ra lý tưởng (góc đầu vào `tỷ lệ) và góc đầu ra thực tế, được đo liên tục qua nhiều vòng quay đầu vào. Đối với ổ đĩa điều hòa, TE thường thể hiện hai sóng hài chiếm ưu thế: một cuộc cách mạng cho mỗi đầu vào (độ lệch tâm của máy phát sóng) và một trên hai vòng quay đầu vào (hình bầu dục flexspline). Giới hạn thông số kỹ thuật nằm trong khoảng từ ±15 cung giây đối với cấp độ chính xác trong hàng không vũ trụ đến ±120 cung giây đối với cấp công nghiệp.

Số liệu chính: TE đỉnh tới đỉnh (cung giây), biên độ hài chiếm ưu thế, Độ lặp lại TE trên 5 chu kỳ liên tiếp.

2. Đo phản ứng dữ dội và độ trễ

Bộ điều khiển sóng hài không phản ứng ngược thực sự vẫn thể hiện độ trễ đàn hồi nhỏ khi đầu vào bị đảo ngược khi không tải: đầu ra chậm hơn góc lý tưởng từ 1–5 phút cung tùy thuộc vào trạng thái hao mòn. Điều này được đo bằng cách khóa đầu ra, áp dụng dao động mô-men xoắn định mức ± ở đầu vào, và ghi lại độ lệch góc đầu ra thu được dưới dạng vòng trễ. Bộ giảm tốc RV thường có phản ứng ngược từ 3–10 phút cung theo thiết kế và được chỉ định ở mức tối đa sau khi tăng tốc độ mài mòn.

Số liệu chính: độ trễ góc (phút cung), phản ứng dữ dội khi không tải (cung giây cho sóng hài, phút cung cho RV).

3. Độ cứng xoắn vs. Đường cong tải

Độ cứng không cố định: cả hai loại bộ giảm tốc đều có đường cong độ cứng lũy ​​tiến - thấp hơn khi tải nhẹ, cao hơn ở tải định mức. Thử nghiệm áp dụng quét mô-men xoắn gần như tĩnh từ 0 được đánh giá ở mức cao nhất, ghi lại góc đầu ra ở mỗi bước. Độ dốc của đường cong mô-men xoắn/góc ở mỗi mức tải xác định độ cứng tăng dần tính bằng Nm/phút. Đây là đầu vào quan trọng để điều chỉnh bộ điều khiển khớp robot.

Số liệu chính: độ cứng ở 0%, 25%, 50%, 100% mô-men xoắn định mức; độ cứng tải cao điểm.

4. Mô-men xoắn chạy không tải và mất lực cản

Cả hai loại hộp giảm tốc đều có lực cản không tải đáng kể: truyền động điều hòa từ tải trước flexspline và ma sát vòng bi của bộ tạo sóng, RV từ tải trước ổ trục khuỷu. Mô-men xoắn kéo được đo trên toàn bộ phạm vi tốc độ định mức và được ánh xạ dưới dạng hàm của nhiệt độ (−20°C đến +80°C điển hình) vì độ nhớt bôi trơn chiếm ưu thế khi khởi động nguội.

Số liệu chính: mô-men xoắn không tải (Nm) ở mỗi bước tốc độ, hệ số nhiệt độ của mômen kéo.

5. Hiệu suất ở mức tải định mức và tải tối đa

Bộ truyền động sóng hài đạt hiệu suất 70–90% tùy theo tỷ lệ, tốc độ, và bôi trơn; Bộ giảm tốc RV 60–75% khi tải nặng liên tục. Bàn thử nghiệm đo mô-men đầu vào và đầu ra đồng thời bằng bộ chuyển đổi mô-men xoắn có độ chính xác cao (tốt hơn 0.05% FS) và tính hiệu suất tức thời. Hiệu suất lùi xe (định hướng đầu ra) được đặc trưng riêng biệt để đánh giá sự phù hợp của phanh tái tạo.

Số liệu chính: chuyển tiếp hiệu quả (%), hiệu suất dẫn động lùi (%), nhiệt độ ở trạng thái ổn định nhiệt ở tải định mức.

6. Tuổi thọ mỏi và thử nghiệm mài mòn nhanh hơn

Để kiểm tra năng lực hoặc dự đoán cuộc sống, bộ giảm tốc chạy theo chu kỳ làm việc quy định - thường là dao động vị trí hình sin ở mô-men xoắn định mức 50–80% - trong khi lỗi truyền động, kéo mô-men xoắn, và nhiệt độ được ghi lại mỗi 100,000 chu kỳ. IEC 61800 và ISO 9283 cung cấp khuôn khổ; hầu hết các OEM robot đều chỉ định hồ sơ kiểm tra tuổi thọ độc quyền. Dấu hiệu hao mòn sớm trong bộ truyền động hài là sự tăng đơn điệu trong biên độ TE và lực cản không tải tăng ở tốc độ thấp.

Số liệu chính: Tốc độ tăng trưởng (cung giây trên một triệu chu kỳ), kéo mô-men xoắn tăng (%), thời gian để xác định tiêu chí thất bại.

Cấu hình băng ghế thử nghiệm cho bộ giảm sóng hài và RV

Cấu hình cơ học phải đáp ứng được độ phân giải góc cực cao ở trục đầu ra: cần có bộ mã hóa quay chính xác được định mức đến ± 1 cung giây hoặc cao hơn, so với các bộ mã hóa ±10–30 giây cung đủ để kiểm tra hiệu suất hộp số. Bàn thử nghiệm thường sử dụng cách bố trí cơ học quay lưng lại - hai bộ giảm tốc giống hệt nhau nối tiếp - để đóng năng lượng một cách cơ học và cho phép thử nghiệm liên tục ở mô-men xoắn định mức mà không tiêu tán toàn bộ công suất định mức dưới dạng nhiệt.. Một động cơ servo điều khiển đầu vào; một phanh servo hoặc phanh cơ khí thứ hai giữ đầu ra ở điểm đặt mô-men xoắn có thể lập trình.

Tuần hoàn dầu hoặc mỡ được kiểm soát nhiệt độ là rất quan trọng: bộ truyền động điều hòa đặc biệt nhạy cảm với sự xuống cấp của dầu mỡ ở nhiệt độ trên 90°C, vì vậy việc quản lý nhiệt của ổ trục máy phát sóng là yêu cầu thiết bị đo đạc hạng nhất. Tích hợp buồng môi trường (−30°C đến +120°C) cho phép lập bản đồ hệ số nhiệt độ trong một lần chạy thử nghiệm.

Điều này có ý nghĩa gì đối với Chương trình Chứng nhận Giảm tốc của Bạn

Liệu bạn có đủ tiêu chuẩn trở thành nhà cung cấp bộ truyền động điều hòa mới cho khớp vai cobot hay không, xác nhận bộ giảm tốc RV cho robot xử lý tấm bán dẫn, hoặc phát triển mô hình tuổi thọ mỏi cho thiết bị truyền động nắp hàng không vũ trụ, độ phân giải đo và độ cứng cơ học của băng ghế thử nghiệm xác định chất lượng của dữ liệu. Các băng thử nghiệm lực kế sẵn có được thiết kế để thử nghiệm động cơ hiếm khi đáp ứng được: bộ mã hóa quay của họ phân giải 0,1° — ba bậc độ lớn quá thô để lập bản đồ lỗi truyền.

Bàn thử nghiệm bộ giảm tốc chính xác được thiết kế có mục đích bổ sung bộ mã hóa cấp giây cung trên cả trục đầu vào và đầu ra, một bộ khớp nối có đặc tính độ cứng phù hợp với từng mô hình bộ giảm tốc được thử nghiệm, và phần mềm phân tích TE tự động giúp phân tách lỗi thành các sóng hài và so sánh với vùng dung sai của bản vẽ sản xuất. Nếu bạn đang xây dựng chương trình thử nghiệm chấp nhận bộ giảm tốc hoặc cần mô tả đặc tính sản phẩm của nhà cung cấp mới, đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi có thể chỉ định cấu hình bàn đo phù hợp với yêu cầu về phạm vi tỷ lệ và độ chính xác của bạn. Nói chuyện với đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi để thảo luận về các yêu cầu kiểm tra cụ thể của bạn.