什么是齿隙和空转?

教教我吧!马姐
教教我吧!马姐
  • 达弟

    近年来人工成本高涨,「以机器人取代人工作业」的需求逐渐提高了呢。

  • 马姐

    是啊。除了购买符合必要作业、动作的机器人之外,也经常听到想要自行组装特定用途的机器人。官网上也有公开使用 关节5轴样机 的视频。

  • 达弟

    老实说,使用自行组装机器人的客户正在烦恼「有时无法正确定位」的问题。
    虽然有使用减速机电动机了…。

  • 马姐

    会不会是机构上有问题?减速机精度也有可能是原因之一。达弟,还记得齿隙是什么吗?

  • 达弟

    我没有信心能好好说明。

  • 马姐

    来,我们一起复习一下。说不定能找到解决客户问题的线索。

  • 达弟

    拜托了!

  • 马姐

    齿隙是指「齿轮与齿轮间在设计上保留的缝隙」。

  • 达弟

    缝隙听起来好像有点瑕疵,这是有必要的吗?

  • 马姐

    缝隙是必要的喔。如果齿轮与齿轮之间没有缝隙,组装时彼此是互相紧密推压的状态,则会因负载过高而无法转动。

  • 达弟

    所以才有必要设计适当的缝隙啊。

  • 马姐

    若是只往单一方向运行,相同的齿轮与齿轮会持续接触,缝隙就不会造成问题。但是,像机器人这样往复运行时,齿轮及齿轮间的缝隙,会导致无法完全到达目标位置。

    图1 齿隙与运动传递的偏差
    图1 齿隙与运动传递的偏差
  • 达弟

    原来如此。但是减速机的缝隙对设备整体来说应该微不足道吧。会怎样影响机器人呢?

  • 马姐

    你看一下图2。
    看得出来电动机附近及机械手臂的前端差距很大吧。

    图2 齿隙与机器人前端的差距
    图2 齿隙与机器人前端的差距
  • 达弟

    真的呢。这是相似三角形的原理!

  • 马姐

    应该可以理解齿隙对机器人前端的差距有很大的影响了吧。
    特别是机器人对精度的要求很高,因此减速机齿轮大多会使用加上斜度,或2个齿轮由双方向互夹的特殊机构,尽可能将缝隙缩减到极限的产品(小齿隙),或者使用齿轮形状本身设计为组装后无缝隙的产品(无齿隙)。详情可以查看 这里

  • 达弟

    好的!看来可以用这个去提案了。

  • 马姐

    等一下。针对这次的问题,我想也需要再复习一下空转。

  • 达弟

    空转吗?

  • 马姐

    这是指使用设备测量出的「从正转方向和逆转方向定位到某个位置时的最大差」的数值。JIS规格有规定,你去查查看。

  • 达弟

    明明设计了齿隙,但又用设备来测量空转?

  • 马姐

    这是因为设备就如同此次的机器人一样,是由各种机械要素所构成的。必须考虑所有要素的影响才行。

    图3 空转示意图
    图3 空转示意图
  • 达弟

    原来如此。所以,测量空转是有必要的。

  • 马姐

    为了实现机器人的精确定位,不仅需要检查电动机,还需要检查每个部件的精度。

  • 达弟

    没错。为了尽量减少影响,建议选择减速机时尽可能选择齿隙小的产品!

  • 马姐

    这就对了。加油!

相关产品