Nguyên lý hoạt động của hộp số cánh tay robot công nghiệp

Để tạo nên những chuyển động trơn tru và ổn định của cánh tay robot, cần có một bộ phận đảm nhận vai trò điều phối toàn bộ quá trình truyền động đó chính là hộp số cánh tay robot. Thiết bị này có nhiệm vụ chuyển đổi năng lượng từ động cơ servo thành mô-men xoắn thích hợp, giúp robot hoạt động linh hoạt và đạt độ tin cậy cao trong từng thao tác.

Bài viết dưới đây sẽ giúp doanh nghiệp hiểu rõ hơn về cấu tạo và cơ chế vận hành của hộp số cánh tay robot, từ đó có cơ sở lựa chọn giải pháp phù hợp để nâng cao hiệu suất, độ bền và tuổi thọ cho hệ thống robot trong sản xuất.

1. Thành phần cấu tạo của hộp số robot

Một hộp số cánh tay robot (gear box) có cấu tạo trọng tâm là hệ thống bánh răng, trong đó hệ thống bánh răng hành tinh làm điểm nhấn. Hệ thống này bao gồm 1 bánh răng mặt trời ở vị trí trung tâm, các bánh răng hành trinh bao quanh và 1 bánh răng vành ngoài. Sự tương tác giữa các thành phần này cho phép nhân momen xoắn, giảm tốc độ và thay đổi hướng chuyển động. Tất cả những yếu tố này phù hợp cho những chuyển động phức tạp của robot.

Ngoài các bánh răng thông thường, một số hộp số cánh tay robot sử dụng truyền động điều hòa robot.  Hệ thống truyền động điều hòa bao gồm một thanh răng cưa linh hoạt, một bộ tạo sóng và một thanh răng cưa tròn. Thiết kế cải tiến này cho phép truyền động không có khe hở, mang lại độ chính xác vượt trội trong chuyển động của cánh tay robot. Nguyên lý điều hòa được sử dụng trong các hộp số này góp phần nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của chúng trong nhiều ứng dụng.

2. Nguyên lý hoạt động của hộp số

Một trong những nguyên tắc cơ bản chi phối hoạt động của hộp số trong cánh tay robot là hiệu ứng khuếch đại mô-men xoắn thông qua quá trình giảm tốc độ quay. Vì các khớp robot thường cần mô-men xoắn lớn để nâng, giữ hoặc thao tác vật thể, hộp số có nhiệm vụ chuyển đổi đầu ra tốc độ cao, mô-men thấp từ động cơ thành đầu ra tốc độ thấp, mô-men cao. Cơ chế này cho phép cánh tay robot vận hành mạnh mẽ, ổn định và chính xác hơn trong quá trình thực hiện các chuyển động phức tạp.

Về mặt cơ chế, khi động cơ servo truyền chuyển động đến bánh răng trung tâm, các bánh răng hành tinh vừa quay quanh trục của mình vừa quay quanh bánh răng trung tâm, tạo nên chuyển động hợp chất trong điều kiện ăn khớp kép.

Một mặt, chúng kết nối trực tiếp với bánh răng trung tâm để tạo ra chuyển động quay. Mặt khác, chúng ăn khớp với bánh răng bao ngoài để truyền mô-men xoắn đến đầu ra. Nhờ cấu trúc này, tốc độ đầu ra được giảm đáng kể trong khi mô-men xoắn được nhân lên tương ứng, giúp hệ thống đạt hiệu suất truyền động cao và khả năng điều khiển ổn định.

3. Vai trò của hộp số robot công nghiệp

Để cánh tay robot có thể vận hành ổn định, chính xác và linh hoạt, hệ thống truyền động bên trong cần được kiểm soát chặt chẽ và hộp số chính là thành phần đảm nhận vai trò đó. Hộp số xuất hiện nhằm giải quyết bài toán cân bằng giữa tốc độ, mô-men xoắn và hiệu suất năng lượng, giúp cánh tay robot hoạt động trơn tru, mạnh mẽ và có tuổi thọ cao hơn.

Trong quá trình hoạt động, hộp số giúp chuyển đổi đầu ra tốc độ cao, mô-men thấp từ động cơ thành đầu ra tốc độ thấp, mô-men cao, đáp ứng các yêu cầu nâng, xoay hoặc thao tác chính xác của robot. 

Bên cạnh đó, khả năng thích ứng của tỷ số truyền cho phép hộp số điều chỉnh linh hoạt giữa các chế độ tải trọng khác nhau. Khi robot cần tốc độ cao để di chuyển nhanh, tỷ số truyền có thể giảm và ngược lại. Nhờ cơ chế này, cánh tay robot có thể duy trì hiệu suất tối ưu trong nhiều điều kiện làm việc, vừa tiết kiệm năng lượng, vừa đảm bảo độ bền và độ chính xác vận hành.

Kết luận

Trong hệ thống vận hành của robot, hộp số cánh tay robot là bộ phận đóng vai trò trọng yếu trong việc truyền lực và kiểm soát chuyển động. Nhờ cơ chế giảm tốc và khuếch đại mô-men xoắn, hộp số giúp các khớp robot di chuyển chính xác, ổn định và đáp ứng linh hoạt theo yêu cầu hoạt động.

Việc nắm vững nguyên lý hoạt động của hộp số không chỉ giúp hiểu rõ cách robot đạt được độ chính xác cao trong từng thao tác, mà còn cho thấy tầm quan trọng của chúng trong việc nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống tự động hóa. 

Đọc thêm: Ứng dụng tự động hóa và xu hướng phát triển hiện nay.

Thiết Bị Robot là kênh phân phối trực tuyến các bộ phận, thiết bị robot mới hoặc đã qua sử dụng, các cảm biến robot, dầu mỡ robot và các linh kiện cơ khí. Tại đây, chúng tôi tự hào cung cấp khối lượng lớn vật tư từ các thương hiệu và nhà cung cấp lớn, bao gồm: FANUC, ABB, Kuka, Yaskawa, Mitsubishi, Staubli, Hyundai, CKD, v.v.

Liên hệ ngay để được Thiết bị robot tư vấn trực tiếp:

Hotline: 091 9225 197

Địa chỉ: 97/2 Kha Vạn Cân, phường Hiệp Bình, TP.HCM

=============

Facebook: Linh kiện robot.