Robotica industriale. Riduttori. Prof. Paolo Rocco

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1 Robotica idustriae Riduttori Prof. Paoo Rocco

2 Fuzioe de orgao di trasissioe La fuzioe di u orgao di trasissioe (riduttore) è di redere copatibii veocità e coppie dei otori e dei carichi ovietati. Si caratterizza per i rapporto di trasissioe: q & 1 & La veocità de carico è oto ridotta rispetto a quea de otore q La coppia su asse de carico è oto aggiore rispetto a quea su asse otore >> 1 Robotica idustriae - Riduttori - P. Rocco [2]

3 Gi haroic drive soo riduttori particoari, oto usati per e doti di copattezza e per i gioco ridotto. Soo coposti da tre parti: Haroic Drive soidae a carico soidae a otore (rotore) Robotica idustriae - Riduttori - P. Rocco [3]

4 HD: pricipio di fuzioaeto La coroa fessibie ha due deti i eo dea coroa circoare. E teuta i fora eittica da geeratore di deforazioe. Ruotado i geeratore di deforazioe, a zoa d igraaeto dei deti si uove isiee a asse aggiore de'eisse. Quado i geeratore di deforazioe avrà copiuto 180, a coroa fessibie sarà riasta idietro di u dete rispetto aa coroa circoare. Ogi giro copeto de geeratore di deforazioe uove a coroa fessibie idietro di due deti rispetto aa coroa circoare. Se d è i uero totae di deti dea coroa fessibie, i rapporto di riduzioe vae: 360 d d Si veda per u aiazioe Robotica idustriae - Riduttori - P. Rocco [4]

5 Ipotesi di rigidità Se si suppoe a trasissioe perfettaete rigida, i odeo de accoppiaeto otore-carico è sepiceete i seguete: otore carico trasissioe q q&& q&& q : coppia erogata da otore : coppia estera agete su carico Pertato: + q& 2 Si ha di fatto u uico corpo i rotazioe. Si osservi che ierzia de carico si scaa co i quadrato de rapporto di trasissioe. q q Robotica idustriae - Riduttori - P. Rocco [5]

6 L easticità torsioae U odeo più accurato cosiste e assuere isiee otore, riduttore e carico coe u accoppiaeto eastico tra due corpi rigidi. I questo caso e equazioi de sistea soo e segueti: otore carico trasissioe q&& q&& K e ( q q ) + D ( q& q& ) K e : coefficiete di easticità torsioae (N/rad) D e : coefficiete di sorzaeto (Ns/rad) e q, D K e e q, I reatà a deforabiità è o ieare e preseta isteresi: Robotica idustriae - Riduttori - P. Rocco [6]

7 L attrito L attrito si aifesta aa superficie di cotatto tra due corpi, oppoedosi a oto reativo: f corpo A corpo B area di cotatto acroscopica Per studi i cui o è rievate i coportaeto a veocità ua, si può adottare u odeo i cui a forza (o coppia) d attrito è proporzioae aa veocità. Robotica idustriae - Riduttori - P. Rocco [7]

8 I odeo cassico discotiuo I odeo cassico discotiuo distigue tra e situazioi di veocità ua (quiete) e veocità diversa da zero: s c a c s α. q S : coppia di prio distacco C : coppia di Couob Per q& 0 : a D Per q& 0 : q& + c sig(q) & + s D. a (q 0) ta( α) s + s ' ': coppia attiva s Robotica idustriae - Riduttori - P. Rocco [8]

9 I odeo cotiuo corpo A f Lo sforzo edio cui è sottoposto i ateriae è proporzioae aa pressioe fra e superfici a cotatto. corpo B area di cotatto acroscopica Le giuzioi reaizzao i cotatto. A auetare de carico aueta a superficie di cotatto dee asperità ed aueta a resisteza di tagio. corpo A corpo B area di cotatto reae asperità fi soido di cofie Robotica idustriae - Riduttori - P. Rocco [9]

10 L effetto Dah v f Le giuzioi si deforao easticaete dado uogo a deforazioi de ordie de µ: presidig dispaceets Quado a forza estera supera a assia forza di attrito e giuzioi si ropoo: breakaway Quado i oto si arresta e giuzioi si riforao. A iveo acroscopico si ha attrito statico (brusche trasizioi quiete/oto e viceversa). Robotica idustriae - Riduttori - P. Rocco [10]

11 La ubrificazioe idrodiaica Effetto Stribeck Pedeza egativa. f a Attrito statico e pre-sidig dispaceets (I). I II IV Lubrificazioe di cofie (II). Lubrificazioe parziae (III). Lubrificazioe totae (IV). III f c v Robotica idustriae - Riduttori - P. Rocco [11]

12 I gioco Se si iverte i seso di rotazioe de otore, per u agoo di rotazioe corrispodete a gioco, agoo de carico o cabia. q I gioco asce da iprecisioi di accoppiaeto tra gi igraaggi: può essere ridotto precaricadoi. q 1 I u Haroic Drive i gioco è di 0.15 ato carico ed è dovuto pricipaete a cuscietto. Robotica idustriae - Riduttori - P. Rocco [12]

13 Diesioaeto eettrico Coe scegiere otore e riduttore, date e caratteristiche de carico? Cosideriao due reazioi che coivogoo i diesioaeto eettrico: 1) La veocità de otore è iitata daa tesioe di aietazioe V CC. Ifatti dae reazioi (vaide per veocità costate de otore ω e i asseza di coppia estera su carico): V Kt I RI + Keω ax ω Dω + c V CC RD R K t c + K K t e 2) La coppia erogata da otore e acceerazioe ao sputo (ω 0) soo iitate daa correte assia de otore I ax. Ifatti: Kt I ω& + c ω& ax ax Kt I K I t ax ax c Robotica idustriae - Riduttori - P. Rocco [13]

14 Rapporto di trasissioe Caratterizziao ora i otore co i segueti dati: oeto d'ierzia veocità assia coppia otrice assia ax ω ax ed i carico co i segueti dati: oeto d'ierzia veocità assia acceerazioe assia coppia estera assia ax ω ax ω& ax Devoo essere soddisfatte e segueti reazioi: ω ax ax ω ax ax + ω& ax ax + ax ω& ax ω ω ax ax Robotica idustriae - Riduttori - P. Rocco [14]

15 Robotica idustriae - Riduttori - P. Rocco [15] Iertia atchig Iertia atchig Trascurado gi attriti e a coppia estera su carico, si ha: ω + ω ω + ω & & & & I rapporto tra acceerazioe de carico e coppia otrice è quidi: + ω 1 & Questo rapporto assue vaore assio quado: 2 codizioe di iertia atchig

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