Chi tiết về hộp số Harmonic: linh kiện cánh tay robot công nghiệp

Hộp số Harmonic mang đến độ chính xác cao, mô-men xoắn lớn và thiết kế nhỏ gọn, tối ưu cho robot công nghiệp, cobot và hệ thống tự động hóa. Hiểu rõ về hộp số Harmonic cũng  như các đặc điểm của hộp số giúp doanh nghiệp có thể lựa chọn loại hộp số phù hợp ứng dụng trong hệ thống tự động hóa và tối ưu sản xuất.

1. Hộp số Harmonic trong cánh tay robot

Hộp số Harmonic (hộp số giảm tốc bánh răng sóng) là một loại hộp số đặc biệt dùng trong robot, hoạt động dựa trên nguyên lý sóng biến dạng. Trong đó, vòng đệm linh hoạt có cấu trúc bánh răng bên ngoài đảm nhiệm vai trò dẫn động bởi bộ tạo sóng hình bầu dục và thực hiện thao tác quay trong giới hạn một bánh răng vòng cứng.

Với kích thước nhỏ gọn, độ chính xác cao, độ rơ cực thấp và tỉ số truyền lớn. Hộp số Harmonic là một dạng thiết bị truyền động hiện đại, sử dụng biến dạng đàn hồi của chi tiết linh hoạt để truyền chuyển động và công suất.

Hộp số sử dụng chi tiết linh hoạt để tạo ra chuyển động truyền lực, giúp đạt được những đặc tính mà các hệ bánh răng thông thường khó đáp ứng. Quá trình làm việc của chi tiết đàn hồi diễn ra theo dạng điều hòa đối xứng, tạo nên độ chính xác cao, truyền động mượt và khả năng giảm tốc lớn trong một cấp. Đây chính là nền tảng tạo nên hiệu suất vượt trội và tính độc đáo của hộp số Harmonic so với các loại hộp số khác.

2. Tính năng nổi bật của hộp số Harmonic 

• Thiết kế tùy chọn trục rỗng: Hộp số harmonic được thiết kế với khả năng tùy chọn trục rỗng, giúp dễ dàng tích hợp vào các cánh tay robot, máy móc tự động hóa, hay các thiết bị cơ khí,… yêu cầu không gian hạn chế. Thiết kế này mang lại sự linh hoạt tối đa cho doanh nghiệp trong quá trình lắp đặt.
• Tối ưu chi phí đầu tư: Với mức giá hợp lý, hộp số harmonic trở thành lựa chọn lý tưởng cho các dự án có ngân sách hạn chế mà vẫn yêu cầu độ chính xác, độ bền và hiệu suất cao. Việc có thể tối ưu chi phí nhưng không làm giảm chất lượng vận hành, giúp các doanh nghiệp đạt được hiệu quả kinh tế và kỹ thuật đồng thời.
• Khe hở cực thấp: Nhờ thiết kế bánh răng harmonic đặc biệt, hộp số gần như không có khe hở. Điều này giúp các khớp robot, cánh tay tự động và các cơ cấu truyền động khác định vị chính xác hơn, vận hành mượt mà, và giảm thiểu sai số tích lũy trong các ứng dụng yêu cầu độ lặp lại cao.
• Độ bền và tuổi thọ cao: Rãnh mềm bộ phận chính chịu lực của hộp số, được gia cường bằng vật liệu đặc biệt và quy trình sản xuất tiên tiến. Nhờ vậy, hộp số có tuổi thọ lâu dài, ít hỏng hóc, giảm tần suất bảo trì và chi phí vận hành trong thời gian dài.
• Mô-men xoắn lớn: Thiết kế tối ưu cho phép hộp số harmonic truyền tải mô-men xoắn lớn so với kích thước nhỏ gọn của nó. Điều này mang lại khả năng vận hành mạnh mẽ, phù hợp với các ứng dụng robot công nghiệp, cơ cấu chịu tải nặng, hoặc các hệ thống yêu cầu lực quay mạnh nhưng không có nhiều không gian lắp đặt.
• Thiết kế phẳng, tiết kiệm không gian: thiết bị dễ dàng lắp đặt vào các khớp robot hoặc các cơ cấu có không gian hạn chế, đồng thời giúp giảm trọng lượng tổng thể của hệ thống. 
• Hiệu suất đầu ra vượt trội: Nhờ sự kết hợp giữa vật liệu chất lượng cao, thiết kế tối ưu và cơ cấu truyền động đàn hồi. Hộp số Harmonic giúp cánh tay robot công nghiệp vận hành trơn tru, chính xác, ổn định và đạt hiệu quả năng lượng cao. Đây là yếu tố then chốt giúp nâng cao độ tin cậy và hiệu suất tổng thể của toàn bộ hệ thống tự động hóa.

3. Cấu tạo cơ bản của hộp số Harmonic

Hộp số Harmonic được cấu tạo từ ba thành phần riêng biệt: rãnh tròn (Circular Spline), rãnh mềm (Flexspline) và bộ tạo sóng (Wave Generator). Thiết kế của các bộ phận được tối ưu hóa để đạt kích thước cực kỳ nhỏ gọn, cho phép lắp đặt trong các ứng dụng có không gian hạn chế hoặc các khớp robot, cobot, nơi mà chiều cao và diện tích lắp đặt là yếu tố quan trọng.

Ngoài ra, thiết bị được trang bị ổ trục đầu ra chống nghiêng công suất cao, cho phép dễ dàng tích hợp vào các hệ thống cơ khí hoặc robot phức tạp, đồng thời duy trì độ ổn định và độ chính xác cao trong suốt quá trình vận hành.

• Bộ tạo sóng (Wave Generator): bao gồm một ổ bi mỏng kèm rãnh, được lắp cố định trên trục có hình elip. Bộ tạo sóng hoạt động như một bộ biến mô hiệu suất cao, truyền mô-men và chuyển động một cách mượt mà, chính xác. Thiết bị thường được lắp trực tiếp vào trục đầu vào hoặc trục động cơ, nhờ đó hộp số harmonic đạt được hiệu suất cao, độ chính xác vượt trội và khả năng chịu tải mạnh mẽ, trong khi vẫn giữ được kích thước nhỏ gọn.
• Rãnh mềm (Flexspline): là một chi tiết hình cốc trụ mỏng, linh hoạt và không cứng, với các răng ngoài nằm ở đầu mở của cốc. Phần cốc này được thiết kế vừa khít với bộ tạo sóng, thường có hình dạng elip. Rãnh mềm thường đóng vai trò là đầu ra của bánh răng, truyền mô-men và chuyển động tới trục đầu ra.
• Rãnh tròn (Circular Spline): là một chi tiết cứng với số lượng răng nhiều hơn rãnh mềm 2 răng, thường được cố định vào vỏ máy hoặc khung cố định của hệ thống.

Kết Luận

Hộp số Harmonic mang đến giải pháp truyền động tối ưu cho robot và các hệ thống tự động hóa nhờ độ chính xác cao, mô-men xoắn lớn và thiết kế nhỏ gọn vượt trội. Với khả năng giảm tốc lớn trong một cấp, độ ổn định cao và tuổi thọ bền bỉ.

Thiết bị giúp doanh nghiệp tối ưu hiệu suất, giảm chi phí vận hành và dễ dàng tích hợp vào nhiều ứng dụng kỹ thuật hiện đại. Đây là lựa chọn đáng tin cậy cho những đơn vị cần sự chính xác, linh hoạt và độ tin cậy lâu dài trong truyền động.

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.