현대 제조업의 급속한 발전 속에서 산업용 로봇은 산업에 없어서는 안 될 핵심 기술이 되었습니다. 높은 효율성, 안정성 및 다양성으로 인해 산업용 로봇은 자동차 제조, 전자 조립, 물류, 창고 및 의료 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 산업용 로봇의 성공적인 적용은 많은 중요한 핵심 기술에 달려 있으며 그 중 하나가 기어박스입니다.
기어박스란 무엇입니까?
감속기는 입력축의 속도를 감속하여 출력축으로 전달하는 기계 장치입니다. 입력축의 속도를 감소시키고 감속기 내부의 기어 전달 또는 기타 메커니즘을 통해 출력축에 해당 출력 토크를 생성합니다. 기어박스의 주요 목적은 출력 토크를 높이고 출력 전력을 유지하면서 속도를 줄이는 것입니다. 이 기술은 산업용 로봇의 모션 제어 및 토크 전달에 매우 중요합니다.
산업용 로봇에는 고정밀 모션 제어와 안정적인 토크 출력이 필요하며, 이를 위해서는 감속기의 도움이 필요합니다. 기어박스는 더 높은 토크 출력과 정밀한 모션 제어를 달성하기 위해 고속 모터의 속도를 줄여 산업용 로봇의 관절 부품이나 엔드 이펙터에 일반적으로 사용됩니다. 또한 감속기는 미묘한 움직임을 수행할 때 로봇을 더욱 부드럽고 정밀하게 만들어 로봇의 위치 정확도와 반복성을 향상시킬 수 있습니다.
감속기의 기능:
1. 기능 향상: 감속기는 산업용 로봇이 더 높은 부하 조건에서 작동할 수 있도록 하여 더 강력한 토크 출력을 제공하고 로봇의 작업 능력을 향상시킵니다.
2. 모션 제어: 감속기는 모터 속도를 줄여 보다 정밀한 모션 제어를 제공하고 로봇이 더 복잡한 작업과 동작을 완료할 수 있도록 합니다.
3. 에너지 절약 및 환경 보호: 감속기는 모터 속도를 낮춤으로써 에너지 소비를 줄이고 에너지 이용 효율을 향상시켜 에너지 절약 및 환경 보호를 달성합니다.
핵심 동작 전달 장치인 기어박스는 때때로 일부 오작동을 경험합니다. 두 가지 일반적인 문제는 기어박스 미끄러짐과 기어박스 비정상적인 소음입니다.
기어박스 미끄러짐이란 작동 중 과부하, 윤활 불량 또는 기어 마모로 인해 기어박스의 출력축 회전 속도가 예상 속도와 일치하지 않는 현상을 말합니다. 이로 인해 이동 중에 로봇이 제어력을 상실하여 안정성과 작업 효율성에 영향을 미칠 수 있습니다.
근본 원인 분석
A. 먼저 기계구조물을 외력으로 회전시키거나 밀어서 발생하는 감속기의 미끄러짐 현상인지 확인하십시오. (단, 브레이크가 없는 서보 모터는 서보가 정상적으로 활성화된 후 테스트해야 하며, 브레이크가 있는 모터는 전원이 꺼지고 서보가 정상적으로 활성화되어야 테스트가 가능합니다.) 명백한 변위가 있는 경우 감속기의 내부 전달 기어가 손상되어 톱니가 튀어나오거나 감속기의 전달 부분이 완전히 파손되었음을 나타냅니다.
B. 고조파 감속기가 미끄러지는 경우 내부 구조적 손상으로 인해 플렉서블 휠이 완전히 파손될 수 있거나 파동 발생기와 모터 연결부에서 키 스트립이 분리되어 발생할 수 있습니다.
C. 변속기축(RV축)이나 모터와 감속기 사이의 기어판의 톱니 마모 및 손실로 인해 RV 감속기가 미끄러지는 현상이 발생할 수 있습니다.
해결책
A. 모터와 감속기의 연결을 분리하고 모터를 먼저 테스트한 후 모터가 정상이면 감속기에 이상이 있다고 판단하여 새 감속기로 교체해야 합니다.
B. RV 기어박스 샤프트가 마모되면 새 모터 샤프트로 교체하거나 전체적으로 새 기어박스로 교체할 수 있습니다(세트로 교체하는 것이 좋습니다).
C. 하모닉 감속기가 내부적으로 파손된 경우에는 새로운 감속기를 교체해야 합니다.
기어박스 이상소음이란 기어박스 작동 중에 발생하는 비정상적인 소음이나 진동을 말합니다. 이는 일반적으로 기어 마모, 베어링 고장 또는 부적절한 윤활로 인해 발생합니다. 기어박스에서 발생하는 비정상적인 소음은 로봇의 안정성에 영향을 미칠 뿐만 아니라 로봇 부품의 마모를 가속화시켜 더 심각한 오작동을 일으킬 수 있습니다.
근본 원인 분석
A. 감속기의 전달부와 기계구조물 사이에 직접 또는 간접 마찰이 발생합니다.
B. 감속기 내부 구조가 비정상이고 변속기 기어의 톱니가 빠졌거나 마모되었습니다.
C. 기어박스가 손상되어 간헐적으로 끼임 현상이 발생합니다.
D. 감속기 내부의 그리스가 부족하고 경화되어 윤활 기능을 상실합니다.
E. 모터가 편심 회전하여 기어박스 변속시 비정상적인 소음이 발생합니다.
해결책
A. 비정상 샤프트를 천천히 주행시키면서 스트로크 전체에 걸쳐 변속기 부품과 기계구조물 사이에 마찰이 있는지 관찰할 수 있습니다. 마찰이 발생하지 않으면 감속기의 이상으로 인한 것이라고 미리 판단하고, 새로운 감속기를 교체하여 테스트할 수 있습니다.
B. 기어박스가 같은 속도로 전진과 후진을 할 때, 전진과 후진의 소리가 일정하지 않은 현상이 있고, 소리에 큰 차이가 있나요? 차이가 크다면 기어박스에 이상이 있다는 뜻이므로 새것으로 교체할 수 있습니다.
C. 기어박스 구동시 정역회전 소리는 일정하지만 소리가 크다. 데시벨 측정기로 테스트할 수 있습니다. 소리가 85데시벨보다 크면 기어박스 내부에 이상이 있다는 뜻이며, 치료를 위해 새 기어박스를 교체할 수 있습니다.
D. 기어박스 변속 중 간헐적인 끊김 현상이나 비정상적인 소음이 발생하는 경우 기어박스에 이상이 있는 것이므로 새 기어박스로 교체해야 합니다.
E. 오일 누출로 인해 비정상적인 소음이 발생하거나 기어박스의 -장기적인 유지 관리 및 그리스 교체 부족으로 인해 폐 그리스를 먼저 제거한 후 새 그리스로 교체하고 테스트를 실행해야 합니다. 비정상적인 소음이 해결되거나 85데시벨 이하로 감소되면 기어박스가 정상임을 나타냅니다. 여전히 비정상적인 소음이 지속되면 새 기어박스를 교체해야 합니다.
F. 변속 중 모터축의 점핑 여부를 측정하며, 허용 범위는 약 0.05mm이다. 모터 샤프트의 외부 표면은 매끄러운 가장자리의 다이얼 게이지로 측정할 수 있습니다.
따라서 기어박스의 정기적인 점검과 유지보수는 산업용 로봇의 정상적인 작동을 보장하는 데 중요합니다. 기어박스의 양호한 작동 상태를 유지하기 위해 윤활유 및 주요 부품을 정기적으로 교체하는 것은 로봇의 안정성과 수명을 향상시키는 데 중요합니다.
산업용 로봇의 중요한 구성 요소인 감속기는 로봇의 모션 제어 기능과 토크 출력을 향상시키는 데 매우 중요합니다. 감속기의 원리와 응용, 감속기와 관련된 일반적인 문제를 처리하는 방법을 이해하면 엔지니어와 기술자가 산업용 로봇을 더 잘 작동하고 유지 관리하여 안정적이고 효율적인 작동을 보장하고 현대 제조 산업 발전에 기여할 수 있습니다.