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同步带轮加工设计要求

摘要:那么同轴度影响了什么东西?同轴度大一点,比如达到3个丝,5个丝也不是不能用,而是在这种情况下,两个同步轮都是偏心的,极限情况下轴线距离的差距会达到同轴度的4倍,比如同轴度5个丝,原来的理论轴距是100mm,

与同步带不同,同步轮是可以自己加工的,同步轮加工的质量却直接影响机器人的稳定性与一致性。

 

一、齿型精准度。

以前觉得这是一件挺简单的加工,后来才发现不是,并且如果齿型不合格,影响传动精度可能还是其次,毕竟绝大多数情况下看不出来,比较麻烦的是由于齿型不合格导致的磨损、莫名的抖动、异响等等问题,而这些小问题的排查却是要了命,得一件一件拆开检。毕竟不会每一件来料都检测齿型,没必要,也没条件,核心还是在于样品认证与供应链管控。

二、齿面粗糙度问题。

这其实不是一个对错问题,而是一个性价比问题。常用的同步轮齿面粗糙度有6.3、3.2、1.6三种,显然粗糙度越好,磨损自然越小,价格自然也会高一些,而粗糙度使用6.3也问题不大,舍不得加钱,又怕放太松,要不,选个折中?

三、同步轮同轴度问题。

指的是齿与同步轴中心孔的同轴度。

那么同轴度影响了什么东西?同轴度大一点,比如达到3个丝,5个丝也不是不能用,而是在这种情况下,两个同步轮都是偏心的,极限情况下轴线距离的差距会达到同轴度的4倍,比如同轴度5个丝,原来的理论轴距是100mm,那么最远的极限情况是100.1mm,而最近的极限情况是99.9mm,差了0.2mm,是同轴度的4倍。这会造成几个不良影响,一个是张力急剧变化下的异常抖动;一个是张力不均匀导致的加速磨损;还有一个是PID调试困难。这也是导致所谓稳定性、一致性不同的小细节。

四、同步轮安装。

同步轴安装常见有3种,免键安装、键槽、扁轴加顶丝。

免键安装是最好的,最大程度保证了安装的同轴度,无间隙,拆卸也非常方便。但是对于同步轮的直径有一定要求,很多时候因为同步轮小,无法使用。

键槽安装是主流设计,唯一要注意的是键槽的公差选择。因为市场上的标准平键其实公差是比较大,而且还都符合标准,而键槽的公差选择也有过盈、过渡、间隙三种,也容易碰到槽键与键过紧不好安装,或者键槽与键过松有间隙的情况。并且过松的情况更麻烦,高加减速来回时,容易有小的碰撞声,也有可能会将螺钉振松。也不能完全靠定制平键解决,比如电机的平键是厂家自带的,换了可能又有其他问题。这是生产过程细节需要考虑的。

扁轴安装也较常见,就是电机轴是光轴铣两个呈90度的扁位,分别用顶丝顶住固定。(键槽也有加顶丝的)好处是拆装也比较简单,也没有间隙问题。但是对于电机轴,光轴、带键槽居多,90度铣扁用得较少,会有专供的问题。

五、冗余的设计。

说“冗余”,其实是从同步轮上有些设计对机器人功能与性能并没有什么用,比较莫名其妙多几个孔,多几个台阶,也没有看到装什么东西,只觉得增加了加工量。

这实际上是很容易被忽略的面向制造与装配、面向维修的设计。以同步轮来说,想象一下一个带键的同步轮要装到电机轴上,与电机轴末端的螺纹固定的时候,假设电机不带刹车,也就是电机轴可以自由转动的时候,要拆装同步轮怎么办?这个时候扳手是没法拧的,因为同步轮会跟着电机轴转,而螺钉又必须按规定扭力拧紧。

粗暴一点当然很简单,手用力抓住同步轮,另一只手拧紧,小同步轮还能大扭力,大同步轮抓不住就干脆不打扭力了,能拧多紧算多紧。又或者做个拧紧工装,比如拿同步带做个套住同步轮带柄的工装也可以。这在工厂可以实现,但是如果在客户现场呢?没有特制工装怎么办,总不能每次检修都带一堆工装出去,特别是多机种的时候。

这个时候,把辅助拧紧的设计放在同步轮上就很方便,比如同步轮上可以有凸台,两边铣扁用于放开口扳手,比如上面加工螺纹孔,现场找两个螺钉拧上作为辅助借力,相比专用工装,开口扳手跟螺钉当然是更方便得多。

这些设计都是“多余”的,都是额外的物料成本和生产成本,都是在做成本优化时容易被优化的对象。是否增加这些设计,在于产品定位,而没有对错。虽然这些设计似乎不影响产品性能,要不要无所谓,但实际上是检修难度下降可以降低重复拆装的损伤风险,高效的拆装可以大大节省检修时间。

标签:同步带轮

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