Hur HONPINEs Dual Circular Spline Harmonic Drive tar marknadsandelar inom industriell automation?

Vad är en harmonisk växel med dubbel cirkulär spline?

Vanliga harmoniska växlar har två typer av flexsplines: kopptypen och hattypen. Utöver den raka kuggdelen används både kopptypens inre fläns och hattypens yttre fläns för att driva utgående rotation. Termen "dubbel cirkulär spline" syftar på förekomsten av två cirkulära splines. Den första cirkulära splinen, flexsplinen och våggeneratorn fungerar på liknande sätt som i en standard harmonisk växel: den cirkulära splinen har två fler tänder än flexsplinen, vilket gör att flexsplinen roterar bakåt med två tänder per varv av våggeneratorn. Den viktigaste skillnaden ligger i flexsplinen i den harmoniska växeln med dubbel cirkulär spline, som är en rak cylindrisk struktur utan fläns för att driva utgången. Därför införs en andra cirkulär spline. Denna andra cirkulära spline har samma antal tänder som flexsplinen, vilket innebär att den roterar med exakt samma vinkel som flexsplinen.

Utvecklingsbakgrund för den harmoniska växeln med dubbel cirkulär spline

För att hantera begränsningar i utväxlingsområdets spann och de höga kostnaderna förknippade med traditionella harmoniska växeldrifter, samt för att möta de tekniska kraven för robotleder avseende "miniatyrisering, lättviktskonstruktion, snabb respons och hög precision," krävdes tekniska genombrott genom omkonstruktion av transmissionslösningen och prestandaförbättring av nyckelkomponenter. I den harmoniska växeln med dubbel cirkulär spline erbjuder den ringformade flexsplinen utmärkt bärförmåga och en enkel struktur. Under inverkan av våggeneratorn genomgår den ingen axiell deformation, och utformningen av tandprofilen behöver inte ta hänsyn till interferensproblem som orsakas av axiell vridning.

Egenskaper hos den harmoniska växeln med dubbel cirkulär spline

Låg vikt, kompakt storlek, högt vridmoment, förbättrat vikt-till-vridmoment-förhållande

Den harmoniska växeln med dubbel cirkulär spline har en mer kompakt struktur, vilket möjliggör en mindre storlek jämfört med traditionella harmoniska växlar. Den maximala ytterdiametern kan minskas med 17%, vikten med upp till 24% och växelns tröghetsmoment med upp till 42%. Detta minskar det vridmoment som krävs för acceleration och inbromsning, vilket sänker robotens totala energiförbrukning med upp till 29%. Den harmoniska växeln med dubbel cirkulär spline är mer lämpad än versioner med enkel cirkulär spline för applikationer med höga vridmomentsbelastningar, såsom industriell automationsutrustning.

Snabbare vridmomentsrespons än traditionella harmoniska växlar

I andra harmoniska växlar överförs vridmomentet genom flexsplinens tänder till anslutningsflänsen (kopp- eller hattyp), med en cylindrisk sektion mellan kuggarna och flänsen. Detta orsakar en lätt vridning i flexsplinen. Den raka cylindriska konstruktionen förbättrar detta avsevärt, eliminerar mellanliggande flexibel transmission för snabbare respons och högre styvhet.

Högre styvhet och längre livslängd än andra harmoniska växlar

Den harmoniska växeln med dubbel cirkulär spline erbjuder bättre styvhet än traditionella harmoniska växlar, främst tack vare att kulor i våggeneratorn har ersatts med rullar och den längre kontaktlinjen som möjliggörs av den raka cylindriska flexsplinen. I harmoniska växlar med enkel cirkulär spline har flexsplinen av kopp- eller hattyp en 90°-böj mellan kuggringens yta och flänsen, vilket är den svagaste punkten. Detta område har dålig slagtålighet och är benäget för vriddeformation vid plötsligt högt vridmoment. Konstruktionen med dubbel cirkulär spline ersätter flexsplinens fläns med en dynamisk cirkulär spline, vilket utvecklar flexsplinen till en rak cylindrisk struktur. Detta eliminerar 90°-böjen, förbättrar slagtåligheten avsevärt och förlänger livslängden.

Enklare installation

Flexsplinen i den harmoniska växeln med dubbel cirkulär spline har justerbart spel med båda de cirkulära splines, vilket gör monteringen enklare.

Hur HONPINE övervinner produktionsutmaningarna för harmoniska växlar med dubbel cirkulär spline

Den harmoniska växeln med dubbel cirkulär splinehar två cirkulära splines och två uppsättningar ingreppständer, som vardera kräver hänsyn till precision och effektivitet, vilket gör bearbetningen mer utmanande. På grund av den raka cylindriska flexsplinen måste särskild uppmärksamhet ägnas åt ellipsens måttoleranser. HONPINE använder en integrerad konstruktion av lagrets innerring och den cirkulära splinen, vilket minskar antalet delar, minimerar storlek och tröghet, förkortar monteringstiden och förbättrar koaxialiteten. HONPINEs väletablerade leverantörskedjesystem spelar också en avgörande roll i denna process.

Bearbetningsfel och monteringsavvikelser i komponenterna i den harmoniska växeln med dubbel cirkulär spline är de huvudsakliga faktorerna som ger upphov till periodiska variationer i styvhet. Om flexsplinen eller den cirkulära splinen har monteringsexcentricitet under bearbetningen kommer kuggarna att uppvisa kumulativ delningsfel. När sådana kuggar griper in invändigt kommer vridstyvheten hos den harmoniska växeln med dubbel cirkulär spline att fluktuera periodiskt, om än vid en relativt låg frekvens. Baserat på teorin för tandprofildesign utvecklade HONPINE innovativt tandprofilen "P". Tand av P-typ har låg tandhöjd, stor tandbredd och stor rotkrökning, med minimal radiell deformation. Detta minskar växelspänningen under flexsplinens deformation, sänker risken för rotbrott och förbättrar därmed flexsplinens utmattningslivslängd. P-typens tand har dock ett mindre ingreppsdjup, vilket resulterar i färre kuggar i ingrepp under transmission jämfört med tänder av S-typ, vilket något minskar styvheten och bärförmågan.

Varför välja HONPINE harmoniska växlar med dubbel cirkulär spline?

HONPINE är ett företag med fokus på tillväxt, kundfeedback och investeringar i FoU. Sedan 2018 har HONPINE investerat i utvecklingen av harmoniska växlar med dubbel cirkulär spline, brutit Japan's Harmonic Drive Systems monopol inom detta område och blivit ett av de tidigaste företagen i Kina att ägna sig åt denna teknik.

Samtidigt som vi betonar FoU prioriterar vi i lika hög grad produktkvalitetssäkring. Varje harmonisk växel genomgår rigorösa tester innan den lämnar fabriken, inklusive torsionsvibrationstester och torsionsknäckningstester. Genom multidimensionella funktionstester säkerställer vi produktkvaliteten samtidigt som vi får djupare insikter i styrkorna och svagheterna hos våra harmoniska växlar med dubbel cirkulär spline, och kontinuerligt förfinar vår FoU-inriktning.

För närvarande har HONPINE harmoniska växlar med dubbel cirkulär spline validerats på marknaden, främst för industriell automationsutrustning. De har genomgått tester och användning av flera kunder och fått mycket positiv återkoppling.