ข่าว

การประยุกต์ใช้วงแหวนหมุนในด้านหุ่นยนต์

 

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงของประเทศ หุ่นยนต์จะถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรม การผลิต และอุตสาหกรรมอื่นๆ เพื่อทดแทนแรงงานคนแบบดั้งเดิมและเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโรงงานปลอดฝุ่น ห้องปฏิบัติการรังสี สถานที่ทำงานที่มีความแม่นยำสูง ฯลฯ จะมีการใช้หุ่นยนต์มากขึ้น วงแหวนหมุน (slewing rings) เป็นหนึ่งในส่วนประกอบที่สำคัญของอุปกรณ์หุ่นยนต์ และมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่ง จึงถูกเรียกกันอย่างแพร่หลายว่า "ข้อต่อเครื่องจักร" วันนี้เราจะมาพูดถึงการประยุกต์ใช้วงแหวนหมุนในด้านหุ่นยนต์กัน

 

1. เข้าใจตลับลูกปืนหมุน

 

ตลับลูกปืนหมุนวงแหวนหมุน หรือที่รู้จักกันในชื่อตลับลูกปืนแบบหมุน เป็นตลับลูกปืนขนาดใหญ่ที่มีโครงสร้างพิเศษ สามารถรับแรงตามแนวแกน แรงตามแนวรัศมี และแรงบิดพลิกคว่ำได้พร้อมกัน และรวมเอาฟังก์ชันต่างๆ เช่น การรับน้ำหนัก การหมุน การส่งกำลัง และการยึดไว้ด้วยกัน โดยทั่วไปแล้ว วงแหวนหมุนจะมีรูสำหรับติดตั้ง น้ำมันหล่อลื่น และอุปกรณ์ซีล ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการที่แตกต่างกันของหุ่นยนต์ต่างๆ ที่ทำงานภายใต้สภาวะการทำงานที่แตกต่างกันได้

 

2. หุ่นยนต์ประเภทใดที่ใช้แหวนหมุน (slewing rings)

 

วงแหวนหมุนนั้นมีลักษณะเด่นคือ โครงสร้างกะทัดรัด การนำทางและการหมุนที่สะดวก การติดตั้งและการบำรุงรักษาที่ง่าย และถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในส่วนประกอบของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม เช่น หุ่นยนต์เคลื่อนที่ หุ่นยนต์เชื่อมจุด หุ่นยนต์เชื่อม หุ่นยนต์จัดเรียงพาเลท หุ่นยนต์ประมวลผลด้วยเลเซอร์ หุ่นยนต์ประกอบ และหุ่นยนต์ขนถ่าย

 

3. ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการใช้งานตลับลูกปืนหมุนในหุ่นยนต์

 

การพัฒนาหุ่นยนต์มักเน้นความเบา และตลับลูกปืนหมุนต้องติดตั้งในพื้นที่จำกัด จึงต้องมีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา อย่างไรก็ตาม ในขณะเดียวกัน ความสามารถในการรับน้ำหนักสูง ความแม่นยำในการหมุนสูง ความเสถียรในการทำงานสูง ความเร็วในการกำหนดตำแหน่งสูง ความแม่นยำในการทำซ้ำสูง อายุการใช้งานยาวนาน และความน่าเชื่อถือสูงของหุ่นยนต์ ทำให้ตลับลูกปืนที่รองรับหุ่นยนต์ต้องมีความสามารถในการรับน้ำหนักสูง ความแม่นยำสูง ความแข็งแกร่งสูง แรงเสียดทานต่ำ อายุการใช้งานยาวนาน และความน่าเชื่อถือสูง

 

4. ประโยชน์ของตลับลูกปืนหมุนสำหรับหุ่นยนต์

 

วงแหวนหมุนที่ใช้โดยหุ่นยนต์สามารถรับน้ำหนักได้ครอบคลุมทั้งในแนวแกน แนวรัศมี แนวพลิกคว่ำ และทิศทางอื่นๆ มีความแข็งแกร่งดี ความแม่นยำในการหมุนสูง ติดตั้งง่าย ประหยัดพื้นที่ น้ำหนักเบา ลดแรงเสียดทานได้อย่างมาก และมีความแม่นยำในการหมุนที่ดี ทำให้สามารถลดน้ำหนักและขนาดของตัวเครื่องหลักได้ ตลับลูกปืนหมุนติดตั้งอยู่บนข้อต่อของหุ่นยนต์ ซึ่งเป็นโครงสร้างที่ช่วยให้การเคลื่อนที่แบบหมุนมีความแม่นยำสูงมาก

 

5. วิธีการออกแบบโครงสร้างแบริ่งหมุนที่ใช้กันทั่วไปในหุ่นยนต์อุตสาหกรรม

 

ในปัจจุบัน หุ่นยนต์อุตสาหกรรมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงงานผลิต จากความสัมพันธ์ระหว่างวงแหวนหมุนและตัวลดเกียร์ส่งกำลัง โครงสร้างอุปกรณ์วงแหวนหมุนทั่วไปของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมสมัยใหม่โดยคร่าวๆ มีดังนี้: โครงสร้างวงแหวนหมุนแบบแยกส่วน โครงสร้างวงแหวนหมุนแบบรวม และโครงสร้างวงแหวนหมุนแบบผสม

 

1. แยกตลับลูกปืนหมุนโครงสร้าง

 

ในโครงสร้างนั้น วงแหวนลูกกลิ้งไขว้ส่วนใหญ่ใช้เพื่อรับแรงบิดพลิกคว่ำ แรงตามแนวแกน และแรงตามแนวรัศมีของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม รวมถึงสภาวะการทำงานแบบไดนามิกและแบบคงที่ ในขณะที่ตัวลดเกียร์ส่งกำลังรับเฉพาะแรงบิดการหมุนของเพลาหมุนเท่านั้น ดังนั้นภายใต้สภาวะการทำงานนี้ ความแม่นยำของตลับลูกปืนวงแหวนลูกกลิ้งไขว้จึงจำเป็นต้องสูงขึ้น เพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำในการหมุนของหุ่นยนต์

 

2. แบบบูรณาการตลับลูกปืนหมุนโครงสร้าง

 

ระบบนี้ใช้ตัวลดเกียร์แบบแบริ่งหลักที่มีความสามารถในการรับน้ำหนักเพียงพอในโครงสร้าง โดยแบริ่งหลักของตัวลดเกียร์จะรับแรงบิดพลิกคว่ำและแรงตามแนวแกนทั้งหมดของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้แบริ่งวงแหวนหมุน และให้ความแม่นยำสูงขึ้นผ่านทางแบริ่งหลักของตัวลดเกียร์ แต่ต้นทุนของตัวลดเกียร์ชนิดนี้จะสูงกว่า

 

3. ไฮบริดตลับลูกปืนหมุนโครงสร้าง

 

ลักษณะโครงสร้างของมันคือ การใช้ตัวลดเกียร์แบบแบริ่งหลักกลวงที่มีความสามารถในการรับน้ำหนักระดับหนึ่ง และแบริ่งลูกกลิ้งไขว้ที่มีความแม่นยำระดับหนึ่ง เพื่อทำหน้าที่รองรับและหมุนร่วมกัน โต๊ะหมุนของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมถูกยึดไว้ด้วยแผงเพลาส่งออกของตัวลดเกียร์ขับเคลื่อนการหมุน และวงแหวนด้านในของแบริ่งลูกกลิ้งไขว้ และความแข็งแรงของแบริ่งลูกกลิ้งไขว้จะมากกว่าความแข็งแรงในการดัดงอของแผงส่งออกของตัวลดเกียร์มาก ดังนั้นภายใต้สภาวะการทำงานแบบไดนามิก แรงบิดดัดงอและแรงบิดตามแนวแกนส่วนใหญ่จะถูกรับโดยแบริ่งลูกกลิ้งไขว้ ในลักษณะนี้ ความแม่นยำของแบริ่งในเวลาคงที่ได้รับการรับประกันโดยแบริ่งหลักของตัวลดเกียร์ ดังนั้นความแม่นยำของแบริ่งลูกกลิ้งไขว้จึงไม่จำเป็นต้องสูงเท่ากับโครงสร้างแบบแยกส่วน เนื่องจากราคาที่ไม่แพง โครงสร้างไฮบริดนี้จึงอาจคุ้มค่า มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในหุ่นยนต์ขนถ่ายสินค้าความเร็วสูง ความแม่นยำสูง และรับน้ำหนักมาก หุ่นยนต์ประกอบ หุ่นยนต์จัดเรียงพาเลท เป็นต้น

 

6. การประยุกต์ใช้ตลับลูกปืนหมุนในหุ่นยนต์จัดเรียงพาเลท

 

หุ่นยนต์จัดเรียงสินค้าบนพาเลท ซึ่งเป็นผลผลิตจากการผสมผสานอย่างลงตัวระหว่างเครื่องจักรและโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ช่วยเพิ่มผลผลิตในการผลิตสมัยใหม่และมีการใช้งานอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมการจัดเรียงสินค้าบนพาเลท หุ่นยนต์จัดเรียงสินค้าบนพาเลทช่วยประหยัดแรงงานและพื้นที่ได้อย่างมาก หุ่นยนต์จัดเรียงสินค้าบนพาเลทใช้ตลับลูกปืนแบบหมุนได้ ซึ่งทำให้หุ่นยนต์ทำงานได้อย่างคล่องตัว รวดเร็ว มีเสถียรภาพสูง และมีอัตราการทำงานสูง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ตลับลูกปืนแบบหมุนได้ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา และมีความแม่นยำสูง ได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์ที่คล้ายคลึงกัน เช่น หุ่นยนต์ หุ่นยนต์เชื่อมจุด เครื่องบรรจุกระป๋อง สายการผลิตอัตโนมัติ และอื่นๆ ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ต้องการการทำงานที่คล่องตัว แม่นยำ น้ำหนักเบา และรวดเร็ว ดังนั้นจึงนิยมใช้ตลับลูกปืนแบบหมุนได้ที่มีน้ำหนักเบาและความแม่นยำสูง