서보 모터용 기어박스 감속기: 선택 가이드, 유형 및 크기 조정 규칙

서보 모터에 기어박스 감속기가 필요한 이유

3,000RPM으로 작동하는 서보 모터는 해당 속도에서 로봇 관절이나 CNC 축에 사용 가능한 토크를 거의 전달하지 않습니다. 기어박스 감속기는 이 문제를 한 단계로 해결합니다. 즉, 고속의 낮은 토크 출력을 실제 부하가 요구하는 느리고 높은 토크의 회전으로 변환합니다. 그것이 없으면 동일한 부하를 이동하려면 물리적으로 더 크고 훨씬 더 비싼 모터가 필요합니다.

수학은 간단합니다. 10:1 비율 감속기는 출력 토크에 약 10(효율 손실 제외)을 곱하는 동시에 샤프트 속도를 동일한 요소로 나눕니다. 포지셔닝 정확도가 분 단위로 측정되는 모션 제어 애플리케이션의 경우 속도 감소는 단순히 토크에 관한 것이 아니라 컨트롤러가 위치를 얼마나 세밀하게 확인할 수 있는지 직접적으로 결정합니다.

투자를 정당화하는 세 가지 핵심 이점

정밀 증폭. 속도 감소는 하나의 모터 인코더 카운트를 출력에서 ​​더 작은 각도 증분으로 변환합니다. 3 arc-min 백래시를 갖는 감속기는 다음과 같습니다. 서보 모터 페어링을 위해 설계된 MKT 시리즈 정밀 유성 감속기 를 사용하면 CNC 기계, 반도체 핸들러 및 레이저 절단기가 직접 구동 모터가 동일한 프레임 크기에서 달성할 수 없는 위치 공차를 유지할 수 있습니다.

토크 곱셈. 기어박스를 통한 더 높은 토크는 서보 모터가 컴팩트하게 유지될 수 있음을 의미합니다. 정격 속도로 작동하는 소형 모터는 부분 부하에서 작동하는 대형 모터보다 열적으로 더 효율적이며 속도 명령에 더 빠르게 반응합니다. 는 MK 시리즈 유성 감속기 27Nm에서 최대 180Nm까지의 출력 토크를 지원하며 가벼운 SCARA 암부터 무거운 갠트리 축까지 모든 것을 수용합니다.

관성 매칭. 기어박스는 기어비의 제곱만큼 모터에 다시 반영되는 부하 관성을 줄입니다. 5:1 비율에서는 반사 관성이 25배 감소합니다. 이는 동적 응답을 극적으로 향상시키고 정착 시간을 단축합니다. 이는 고주기 패키징 및 인쇄 응용 분야에 매우 중요합니다.

선택 전 평가할 주요 사양

백래시는 대부분의 구매자가 중점을 두는 사양이며, 당연히 그렇습니다. 로봇 용접이나 반도체 픽 앤 플레이스 같은 애플리케이션의 경우 5아크분을 초과하면 반복 가능한 위치 오류로 나타납니다. 컨베이어 드라이브 또는 일반 자재 취급의 경우 10arc-min이 완벽하게 허용되며 보다 경제적인 선택이 가능합니다.

귀하의 응용 분야에 감속기 유형 맞추기

모든 서보 애플리케이션에 동일한 기어박스 아키텍처가 필요한 것은 아닙니다. 인라인 유성 감속기는 동축 샤프트 레이아웃을 위한 표준 선택입니다. 컴팩트하고 고효율이며 AD 어댑터 슬리브를 통해 거의 모든 서보 모터 플랜지와 호환됩니다. 다음을 사용한 직각 구성 나선형 베벨 기어 중공형 감속기 출력 샤프트가 모터에 수직이어야 하는 경우 선호됩니다. 이는 갠트리 시스템 및 회전 테이블에서 일반적입니다.

AGV 및 모바일 로봇 애플리케이션의 경우 AGV 전용 유성 감속기에 사용되는 링 기어 출력 설계 외부 샤프트를 제거하여 전체 구동 장치 설치 공간을 줄이고 휠 조립을 단순화하는 허브 통합 출력을 제공합니다.

중간 수준의 정밀도 요구사항을 지닌 예산 제약이 있는 프로젝트에서는 헬리컬 기어 설계를 갖춘 경제적인 스타 감속기를 사용할 수 있습니다. 는 MPB 시리즈 저소음 경제적인 스타 감속기 베어링 사양이 아닌 기어 형상을 최적화하여 저렴한 비용으로 낮은 백래시를 제공합니다. 이는 식품 가공 또는 경량 포장 라인에 대한 건전한 절충안입니다.

서보 모터를 사용한 감속기 크기 조정에 대한 4가지 실제 규칙

1. 먼저 필요한 출력 토크를 계산하십시오. 부하 토크에 서비스 계수(일반적으로 간헐적 서보 듀티의 경우 1.5~2.0)를 곱합니다. 감속기의 정격 출력 토크는 이 값을 초과해야 합니다.
2. 속도 요구 사항에 대한 기어비를 확인하십시오. 서보 모터의 정격 속도를 필요한 출력 속도로 나눕니다. 가장 가까운 표준 비율을 선택한 다음 모터가 최대 출력 속도에서 정격 RPM을 초과하지 않는지 확인하십시오.
3. 베어링 등급을 기준으로 반경방향 및 축방향 하중을 확인합니다. 풀리 또는 피니언의 캔틸레버 힘은 토크가 사양 내에 있는 경우에도 감속기의 출력 베어링 용량을 초과할 수 있습니다. 예를 들어 MKT 시리즈는 대부분의 볼 스크류 및 랙 앤 피니언 설정에 적합한 최대 8,500N의 방사형 하중을 지원합니다.
4. 주문하기 전에 모터 호환성을 확인하십시오. AD 플랜지와 입력 슬리브는 서보 모터의 출력 샤프트 직경과 플랜지 패턴과 일치해야 합니다. 일치하는 어댑터와 함께 사전 구성되어 배송되는 감속기는 맞춤형 가공 비용과 설치 오류를 제거합니다.

조합이 그 가치를 입증하는 애플리케이션

레이저 절단 기계는 높은 이동 속도와 밀리미터 미만의 경로 정확도를 모두 요구합니다. 에이 레이저 절단 장비용으로 특별히 설계된 유성 감속기 백래시로 인한 경로 이탈을 유발하지 않고 방향 변경 중 비틀림 반전을 처리합니다. 동일한 논리가 CNC 머시닝 센터에도 적용됩니다. 축 오버슈트로 인해 표면 조도와 공구 수명이 저하됩니다.

반도체 제조에서는 위험이 더 높습니다. 웨이퍼 핸들러와 다이 본딩 장비는 클린룸 환경에서 미크론 수준의 공차로 작동합니다. 이는 오일 누출이 없고 수백만 사이클 동안 정밀도가 유지됨을 의미합니다. 공칭 사양뿐만 아니라 밀봉된 베어링, 내부 오일 씰 및 검증된 백래시 문서를 갖춘 감속기를 선택하는 것은 이러한 환경에서 협상할 수 없습니다.

감속 기어박스 조합이 포함된 모터는 이제 신에너지 배터리 생산 라인, 광전지 장비 및 의료 기기 제조 전반에 걸쳐 표준이 되었습니다. 각각의 경우 기어박스는 추가 기능이 아니라 서보 모터를 유용하게 만드는 구성 요소입니다.