¿Qué es un accionamiento armónico de doble cremallera circular?

Los accionamientos armónicos comunes presentan dos tipos de cremalleras flexibles: tipo copa y tipo sombrero. Además de la porción recta del engranaje, tanto la brida interna del tipo copa como la brida externa del tipo sombrero se utilizan para impulsar la rotación de salida. El término "doble cremallera circular" se refiere a la presencia de dos cremalleras circulares. La primera cremallera circular, la cremallera flexible y el generador de ondas funcionan de manera similar a un accionamiento armónico estándar: la cremallera circular tiene dos dientes más que la cremallera flexible, lo que resulta en que la cremallera flexible gire hacia atrás dos dientes por cada revolución del generador de ondas. La diferencia clave radica en la cremallera flexible del accionamiento armónico de doble cremallera circular, que es una estructura cilíndrica recta sin brida para impulsar la salida. Por lo tanto, se introduce una segunda cremallera circular. Esta segunda cremallera circular tiene el mismo número de dientes que la cremallera flexible, lo que significa que gira exactamente el mismo ángulo que la cremallera flexible.

Antecedentes de desarrollo del accionamiento armónico de doble cremallera circular

Para abordar las limitaciones en el rango de relación de transmisión y los altos costos asociados con los accionamientos armónicos de engranajes tradicionales, y para satisfacer las demandas de ingeniería de las articulaciones robóticas de "miniatura, diseño ligero, respuesta rápida y alta precisión," se requirieron avances tecnológicos mediante el rediseño del esquema de transmisión y la mejora del rendimiento de los componentes clave. En el accionamiento armónico de doble cremallera circular, la cremallera flexible tipo anillo ofrece una excelente capacidad de carga y una estructura simple. Bajo la acción del generador de ondas, no sufre deformación axial, y el diseño del perfil del diente no necesita considerar problemas de interferencia causados por deformación axial.

Características del accionamiento armónico de doble cremallera circular

Ligero, tamaño compacto, alto par, mejor relación peso-par

El accionamiento armónico de doble cremallera circular tiene una estructura más compacta, lo que permite un tamaño más pequeño en comparación con los accionamientos armónicos tradicionales. El diámetro exterior máximo se puede reducir en un 17%, el peso hasta en un 24% y la inercia del reductor hasta en un 42%. Esto reduce el par necesario para la aceleración y desaceleración, disminuyendo el consumo total de energía del robot hasta en un 29%. El accionamiento armónico de doble cremallera circular es más adecuado que las versiones de cremallera circular única para aplicaciones de carga de alto par, como equipos de automatización industrial.

Respuesta de par más rápida que los accionamientos armónicos tradicionales

En otros accionamientos armónicos, el par se transmite a través de los dientes de la cremallera flexible a la brida de conexión (tipo copa o sombrero), con una sección cilíndrica entre los engranajes y la brida. Esto causa una ligera torsión en la cremallera flexible. El diseño cilíndrico recto mejora significativamente esto, eliminando la transmisión flexible intermedia para una respuesta más rápida y mayor rigidez.

Mayor rigidez y vida útil más larga que otros accionamientos armónicos

El accionamiento armónico de doble cremallera circular ofrece mejor rigidez que los accionamientos armónicos tradicionales, principalmente debido al reemplazo de bolas en el generador de ondas por rodillos y la línea de contacto más larga permitida por la cremallera flexible cilíndrica recta. En los accionamientos armónicos de cremallera circular única, la cremallera flexible tipo copa o sombrero tiene una curva de 90° entre la superficie del anillo del engranaje y la brida, que es el punto más débil. Esta área tiene poca resistencia a los impactos y es propensa a deformaciones por torsión bajo par alto repentino. El diseño de doble cremallera circular reemplaza la brida de la cremallera flexible con una cremallera circular dinámica, evolucionando la cremallera flexible a una estructura cilíndrica recta. Esto elimina la curva de 90°, mejorando enormemente la resistencia a los impactos y extendiendo la vida útil.

Instalación más fácil

La cremallera flexible del accionamiento armónico de doble cremallera circular tiene un espacio ajustable con ambas cremalleras circulares, lo que facilita el ensamblaje.

Cómo HONPINE supera los desafíos de producción de los accionamientos armónicos de doble cremallera circular

El accionamiento armónico de doble cremallera circular tiene dos cremalleras circulares y dos conjuntos de dientes engranados, cada uno requiriendo consideraciones de precisión y eficiencia, lo que hace que el mecanizado sea más desafiante. Debido a la cremallera flexible cilíndrica recta, se debe prestar especial atención a las tolerancias dimensionales de la elipse. HONPINE adopta un diseño integrado del anillo interior del rodamiento y la cremallera circular, reduciendo el número de piezas, minimizando el tamaño y la inercia, acortando el tiempo de ensamblaje y mejorando la coaxialidad. El sistema de cadena de suministro bien establecido de HONPINE también juega un papel crucial en este proceso.

Los errores de mecanizado y las desviaciones de ensamblaje en los componentes del accionamiento armónico de doble cremallera circular son los principales factores que introducen variaciones periódicas de rigidez. Si la cremallera flexible o la cremallera circular tienen excentricidad de instalación durante el mecanizado, los engranajes mostrarán un error de paso acumulativo. Cuando tales engranajes engranan internamente, la rigidez torsional del accionamiento armónico de doble cremallera circular fluctuará periódicamente, aunque a una frecuencia relativamente baja. Basado en la teoría de diseño del perfil del diente, HONPINE desarrolló innovadoramente el perfil de diente "P". El diente tipo P tiene una altura de diente baja, un ancho de diente amplio y una gran curvatura de raíz, con una deformación radial mínima. Esto reduce el estrés alternante durante la deformación de la cremallera flexible, disminuyendo el riesgo de fractura de raíz y mejorando así la vida útil a fatiga de la cremallera flexible. Sin embargo, el diente tipo P tiene una profundidad de engranaje menor, lo que resulta en menos dientes engranados durante la transmisión en comparación con los dientes tipo S, reduciendo ligeramente la rigidez y la capacidad de carga.

¿Por qué elegir los accionamientos armónicos de doble cremallera circular de HONPINE?

HONPINE es una empresa enfocada en el crecimiento, la retroalimentación de los clientes y la inversión en I&D. Desde 2018, HONPINE ha estado invirtiendo en el desarrollo de accionamientos armónicos de doble cremallera circular, rompiendo el monopolio de Harmonic Drive Systems de Japón en este campo y convirtiéndose en una de las primeras empresas en China en dedicar esfuerzos a esta tecnología.

Mientras enfatizamos la I&D, también priorizamos igualmente la garantía de calidad del producto. Cada accionamiento armónico se somete a pruebas rigurosas antes de salir de fábrica, incluyendo pruebas de vibración torsional y pruebas de pandeo torsional. A través de pruebas funcionales multidimensionales, aseguramos la calidad del producto mientras obtenemos una comprensión más profunda de las fortalezas y debilidades de nuestros accionamientos armónicos de doble cremallera circular, refinando continuamente nuestra dirección de I&D.

Actualmente, los accionamientos armónicos de doble cremallera circular de HONPINE han sido validados en el mercado, principalmente para equipos de automatización industrial. Han sido probados y utilizados por múltiples clientes, recibiendo retroalimentación altamente positiva.