Передача мощности через редукторы является основой управления движением, поскольку редукторы позволяют в полной мере использовать возможности электродвигателя. Последние годы принесли с собой инновации в зубчатых передачах с использованием новых материалов; индивидуальные вариации зубчатых колес; и совершенно новые области применения для винтовых, планетарных и тензоволновых передач. Мы попросили нескольких отраслевых экспертов поделиться своими мыслями об этих тенденциях и распространении дизайна OEM-производителей и конечных пользователей; вот что они сказали.

Крейг Ван ден Эйвонт, президент GAM Enterprises: Мы поддержали несколько приложений для трансмиссии AGV. Поскольку размеры, форма и область применения AGV настолько разнообразны, конструкция трансмиссии была уникальной для каждого применения.

Мы работали с каждой компанией, чтобы предложить решение, адаптированное к конкретным требованиям как по производительности, так и по стоимости. Это варьировалось от усиления несущей способности конструкции до разработки коробки передач, которая устанавливается непосредственно в ступице колеса. Конструкция ступицы колеса интересна тем, что она обеспечивает чрезвычайно высокую несущую способность для выдерживания веса AGV.

У нас также есть опыт проектирования роботов, которые передвигаются по пересеченной местности на открытом воздухе.

Это приложение сопряжено с особыми трудностями, поскольку нагрузки на колеса квадроцикла при движении по крупным камням, бордюрам и грязи приводят к ударам в системе, которые необходимо учитывать.

Одно конкретное применение изначально казалось простым, но на самом деле было довольно требовательным из-за высокой ударной нагрузки. Результатом сотрудничества между инженерными командами GAM и заказчиком стала надежная система, адаптированная к условиям окружающей среды и требованиям конкретного приложения.

Брэндон Стейнберг из Portescap:Мы часто интегрируем зубчатые головки, насадки на валы и специальные соединители в моторизованные узлы, чтобы исключить необходимость в компонентах (и задачах по сборке) для производителей оборудования. Таким образом, затраты на рабочую силу снижаются и возникают меньшие материальные накладные расходы. Кроме того, когда специалисты по двигателям контролируют большую часть сборки, это устраняет лишние этапы и позволяет повторно протестировать двигатели после операций, которые иногда приводят к проблемам с качеством — например, при запрессовке насадок на вал и повторной обрезке проводов.

Ван ден Эйвонт: Инженеров не хватает, и они перегружены работой. Мы позволяем инженерам разгрузить часть этой работы, предоставляя им возможность сотрудничать с нашими инженерами—прикладниками, чтобы они могли спроектировать и настроить наилучшее решение для своих нужд. Мы также предлагаем услуги по проектированию и изготовлению других компонентов, связанных с продукцией, которую мы продаем.

В связи с этим отметим, что идея массовой кастомизации заключается в использовании множества стандартных компонентов и настройке или комбинировании их различными способами для получения уникальных решений. Мы использовали принципы массовой кастомизации во всем нашем обширном ассортименте стандартных коробок передач с множеством доступных конфигураций, основанных на стандартном наборе основных компонентов. Это позволяет нам снижать затраты, предоставляя инженерам-проектировщикам множество возможностей.

Дэйв Бекстоффер из Portescap: Мы взаимодействуем с инженерами-конструкторами на ранней стадии процесса разработки продукта, чтобы обсудить партнерские отношения в области проектирования. Обзоры технологий на этапе разработки концепции дают инженерам лучшее представление о влиянии проектных решений на решение для движения. Сотрудничество ускоряет сроки сборки узлов motion, позволяя инженерам уделять больше времени основным составляющим нового продукта, а кастомизация может включать в себя не только двигатель, коробку передач и энкодер — она распространяется даже на дополнительные механические компоненты и подсистемы, которые мы, как производитель, можем полностью собрать.

Ван ден Эйвонт: Вот конкретный пример проектирования: декартовы роботы очень похожи на портальные системы, которые существуют уже несколько десятилетий. Что ж, мы видим, как производители оборудования создают свои собственные декартовы системы или покупают их, поэтому мы предлагаем полную линейку коробок передач и муфт, разработанных специально для декартовых роботов. Идея состоит в том, чтобы придать системе элегантный внешний вид, обеспечить высокую производительность и снизить затраты производителя.

Эрик Райс из Applied Motion Products: Для применений, требующих большего крутящего момента, пользователи могут оснастить наши встроенные двигатели TSM 11 StepSERVO планетарными редукторами. Планетарные редукторы PHпредлагаем соотношения от 4:1 до 22:1, дополнительные соотношения доступны по запросу. Эти планетарные коробки передач оснащены цельнометаллической зубчатой передачей, обеспечивающей длительный срок службы.

Пол Макграт, национальный менеджер по продажам maxon precision motors: Материалы продолжают стимулировать инновации в мотор-редукторах. Показательный пример: maxon precision motors включает керамические компоненты в некоторые из своих прецизионных редукторных узлов, так что либо сами шестерни являются керамическими, либо (чаще всего) вал, на котором они крепятся, является керамическим. Износ металлического вала часто является проблемой, но усовершенствованные варианты керамики помогают коробкам передач обеспечивать более высокие скорости, крутящие моменты и более длительный срок службы.

Уоррен Осак, генеральный директор Electromate: Мы видим, что несколько производителей коробок передач заменяют зубчатые колеса из закаленной стали и сплавов на керамические шестерни и керамические валы в коробках передач. Керамические компоненты имеют небольшое расширение, поэтому допуски на люфт и биение более жесткие, чем у аналогичных внутренних элементов, изготовленных из металла. Керамические компоненты также бесшумны, поэтому коробки передач с керамическими внутренними элементами гораздо менее шумны, чем традиционные редукторы.

Брайан Денгел, генеральный менеджер KHKUSA: Наши редукторы из углеродного волокна являются еще одним примером нового применения передовых достижений материаловедения в области передачи энергии. Мы изготовили прототипы из пластика, армированного углеродным волокном (углепластик), материала, который становится все более распространенным в производительном оборудовании и морских применениях. Несмотря на дороговизну, зубчатые колеса из углепластика очень легкие и обычно намного прочнее стальных. Шестерни KHK изготовлены из термопластика PA6 / CF20% и вскоре могут стать подходящим вариантом для применения в аэрокосмической промышленности, производстве беспилотных летательных аппаратов и автомобилестроении.

Макграт: Теперь у нас есть возможности лазерной сварки, поэтому мы можем приваривать изготовленные на заказ зубчатые колеса — часто шестерни сторонних производителей — к выходным валам двигателей, чтобы обеспечить более комплексные решения, которые легко интегрируются с коробками передач или другими элементами привода. В противном случае производители оборудования должны передать эту работу на аутсорсинг или подключить такие редукторы к приобретенным серийным двигателям.

Рис: Шестерни в качестве дополнительных компонентов доступны и для шаговых двигателей. Наши клиенты всегда обращались к нам за такими компонентами, как планетарные коробки передач и энкодеры. В прошлом году мы расширили эти предложения, выпустив дополнительные компоненты. Планетарные редукторы PE и PH охватывают практически весь наш ассортимент типоразмеров двигателей, от небольших двигателей NEMA 11 до более крупных двигателей NEMA 34 и 80 мм, причем по конкурентоспособным ценам.

Ван ден Эйвонт: Производителям оборудования нужны решения, которые отвечают их требованиям и обеспечивают конкурентное преимущество. Часто для достижения наилучших характеристик механической системы требуется уникальное дизайнерское решение, но поскольку цена и доставка имеют первостепенное значение, производители не выбирают это технически идеальное решение, предпочитая вместо него стандартный продукт.

Таким образом, мы продвинули концепцию массовой кастомизации еще дальше. Основываясь на нашем широком ассортименте стандартных продуктов (плюс методы бережливого производства, гибкое оборудование и искусственный интеллект на рабочем месте), мы продаем настоящие индивидуальные решения даже небольшими партиями и почти по той же цене и срокам поставки, что и стандартный продукт. Это позволяет инженерам и конечным пользователям добиться максимальной производительности системы (и потенциально сократить затраты на проектирование) без реальных потерь в обслуживании.

Ван ден Эйвонт: Онлайн-спецификация и конфигурация продукта стали довольно распространенным явлением. OEM-производителю следует искать поставщиков, у которых есть конфигураторы, поскольку они экономят время (в значительной степени за счет устранения необходимости создания 3D-модели). Мы предоставляем потенциальным клиентам возможность определить размер и выбрать подходящий продукт, а затем настроить его таким образом, чтобы он точно соответствовал тому, что они получат, включая все пользовательские адаптеры и оборудование. Затем заказчик загружает точную модель и внедряет ее в конструкцию своего станка. У нас также есть мобильное приложение, которое позволяет пользователям настраивать продукт по своему усмотрению, а затем получать 3D-модель вместе с ценами, страницами спецификаций, страницами каталога и инструкциями по установке.