高精度遊星減速機: 機械のパフォーマンスを決定する 4 つのスペック

目標を0.3mm外してしまうロボットアーム。反転時にオーバーシュートする CNC 軸。 2時間連続稼働すると縫い目がずれてしまうレーザーカッター。これらの各ケースにおいて、根本的な原因はほとんどの場合同じです。つまり、間違った減速機、または間違った仕様で正しく選択された減速機です。を選択する 高精度遊星減速機 は複雑ではありませんが、他のものを見る前にいくつかの数字を確認する必要があります。

惑星アーキテクチャが他の削減タイプよりも優れている理由

遊星歯車減速機は、複数の遊星歯車に同時に負荷を分散します。これは単なるエレガントなエンジニアリングではなく、直接的な測定可能な結果を​​もたらします。ステージごとの効率は通常 95 % ～ 98 % の間にありますが、同じ比率のワーム ドライブの場合は 60 ～ 70 % です。トルク密度 (単位体積あたりの出力トルク) は、従来の平行シャフト設計よりも高いため、可動軸に質量を追加することなく、より小さなハウジングにより多くのトルクを収めることができます。

特にサーボ駆動システムの場合、コンパクトな同軸レイアウトにより機械設計が簡素化されます。入力と出力は同じ中心線を共有しているため、ケーブル配線の煩わしさが軽減され、モーメントアームが短く保たれます。これらの構造上の利点により、遊星減速機がデフォルトの選択肢となっている理由が説明されています。 高精度歯車減速機用途 ロボット工学、半導体ハンドリング、精密 CNC などの分野で活躍します。

減速機がアプリケーションに適合するかどうかを決定する 4 つの仕様

1.バックラッシ

バックラッシュは、入力が固定されたときの出力シャフトの角度遊びです。これは、システムの測位精度を最も直接的に制限する単一の数値です。一般的な産業オートメーションの場合、5 ～ 10 分角の範囲のバックラッシュは許容される場合があります。ロボット ジョイント、CNC 軸、およびレーザー切断ヘッドの場合、3 アーク分以下が必要です。この仕様は、MKS シリーズの高精度遊星減速機によって提供され、精密研磨されたギアとテーパー ローラー ベアリング出力ステージによってこれを実現します。

2. ギア比

比率の選択は 2 つの部分からなる計算です。まず、アプリケーションが必要とする出力速度をモーターの定格速度から決定します。次に、モータの定格トルクにその比率を乗算し、その結果が減速機の定格出力トルクを下回ることを確認します。単段遊星ユニットは、およそ 3:1 ～ 10:1 の比率をカバーします。 2 段階の設計では、これが 100:1 以上に拡張されます。たとえば、MKS シリーズでは、次の比率が提供されます。 3:1 ～ 100:1 1 つの製品ファミリーでサーボ アプリケーションの大部分をカバーします。

3. 出力トルクとラジアル・アキシアル荷重

定格出力トルクは、ギアボックスが耐用年数を損なうことなく定格速度で処理できる連続トルクです。常にピーク トルクを個別に確認してください。加速イベントと緊急停止イベントでは、2 ～ 3 倍の連続トルクが発生する可能性があります。同様に重要なのは、出力ベアリングがどれだけの横力と推力に耐えられるかを示すラジアル荷重とアキシアル荷重の定格です。たとえば、MKS シリーズは、フレーム サイズに応じて 1,700 N ～ 30,000 N のラジアル荷重と 2,300 N ～ 27,000 N のアキシャル荷重に対応し、フレーム サイズは 060 ～ 180 の範囲で、出力トルクは次のとおりです。 18～2,400Nm .

4. ベアリングの種類

出力ベアリングは、人々が予想するよりもはるかに剛性と耐荷重を決定します。ボールベアリングは、軽いラジアル荷重や高速用途に適しています。 MKS の精密モデルで使用されている円すいころ軸受は、ラジアル荷重とアキシアル荷重の組み合わせを同時に処理するため、ロボット アームのエンドエフェクタやダイレクトドライブ回転テーブルなど、出力シャフトにカンチレバーの力がかかる場所では正しい選択となります。

適切なシリーズをマシンに適合させる

すべてのアプリケーションに最も厳しいバックラッシュや最も重い出力ベアリングが必要なわけではなく、過剰な仕様は過小な仕様と同じくらいコストがかかります。製品ファミリーの選択について考える実際的な方法は次のとおりです。

MKS ユニットは、AD フランジとスリーブのアダプター システムにより、世界中のあらゆるサーボ モーター ブランドと互換性があります。内部オイルシールは、食品加工、製薬、半導体環境にとって重要な要件である漏れを完全に排除します。直角トルク伝達が避けられない用途では、MKAT 中空シャフト シリーズはケーブルまたは空気圧ラインを減速機の中心に真っ直ぐ通します。これは多軸ロボットにおいて大きな利点です。

今日から使える選考前チェックリスト

見積もりをリクエストしたりカタログをダウンロードしたりする前に、次の 6 つの質問に答えてください。

1. 必要な出力回転数(rpm)と連続出力トルク(Nm)はいくらですか?
2. 加速中または緊急停止中（通常は 2 ～ 3 回連続）のピーク トルクはいくらですか?
3. 出力シャフトにはどのようなラジアル力とアキシャル力が作用しますか?
4. アプリケーションの制御システムはどのようなバックラッシュを補償できますか? それとも機械的なバックラッシュをゼロにする必要がありますか?
5. 同軸（インライン）出力または直角出力が必要ですか?
6. クリーンルーム、食品グレード、極端な温度、IP定格など、環境固有の制約はありますか?

これらの答えがあれば、正しいフレーム サイズとシリーズを簡単に特定できるようになります。仕様パラメータとシリーズ比較の詳細なウォークスルーについては、仕様、シリーズ、精度を網羅した遊星歯車減速機選択ガイドで、多段の組み合わせやカスタム比率の要求などのエッジケースもカバーしています。

適切な遊星減速機は速度を低下させるだけではありません。これは、モーション システム全体の精度の上限を定義します。最初から正しい仕様を選択すると、ギアボックスと求められている仕事との間の不一致から生じるやり直し、再調整、計画外のダウンタイムが排除されます。