私に従ってください：
ロボットのベアリングについて知っておくべき
ロボットベアリングは、産業用ロボットの主要部品の一つで、主に薄肉ベアリングとクロスローラーベアリングを指します。また、ハーモニック減速機ベアリング、リニアベアリング、スフェリカルベアリングなどもあります。 産業用ロボットの薄肉ベアリングが他のベアリングより優れている理由：現代の産業用ロボットの開発は軽量化の傾向があり、ベアリングは限られたスペースに設置する必要があり、サイズが小さく軽量です。同時に、ロボットの高負荷、高回転精度、高走行安定性、高位置決め速度、高繰り返し位置決め精度、長寿命、高信頼性には、支持ロボットベアリングに高耐荷重性、高精度、高剛性が求められます。 、低摩擦トルク、長寿命など。 産業用ロボット用ベアリングは、関節や回転部品、マシニングセンターの回転テーブル、マニピュレーターの回転部品、精密回転テーブル、医療用ロボットアームなどに最適です。
転がり要素 クロスローラーベアリング円筒ころや円すいころなどの異形ころが、スペーサーを介して90度V溝転動面に直交して配置されています。クロスローラーベアリングは、ラジアル荷重、アキシアル荷重、モーメント荷重などの多方向荷重に耐えることができます。内輪と外輪のサイズが小型化され、非常に薄く、極小サイズに近いです。剛性が高く、精度はP5、P4、P2レベルに達し、寿命は6000時間以上です。
優れた回転精度
クロスローラーベアリングの内部構造は、互いに90°の直交方向に配置されたローラーを使用しています。ローラー間にスペーサーまたはアイソレーションブロックを設置することで、ローラー同士の傾きや擦れを防ぎ、回転トルクの増加を効果的に防止します。また、ローラー同士の接触やロックがなく、内輪と外輪が別々の構造になっているため、それらの間の隙間を調整でき、予圧がかかっても高精度の回転が保証されます。
簡単なインストール
２つに分かれた外輪または内輪を、ローラーとリテーナーを取り付けた後に固定するので、取り付け作業が非常に簡単です。
大きな負荷に耐える能力
ローラーは 90° V 溝転動面上のスペーサーを介して互いに垂直に配置されているため、この設計により、クロスローラーベアリングは大きなラジアル荷重と軸方向荷重に耐えることができます。あらゆる方向の荷重とモーメント荷重。
設置スペースの節約
クロスローラーベアリングは、内輪と外輪の寸法が最小限に抑えられ、特に極薄構造により小型化の限界に近く、剛性が高いため、産業用ロボットの関節や回転部に最適で、CNC加工センターの回転テーブルや医療機器などに広く使用されています。
クロスローラーベアリングの種類
RB （外輪分離・内輪回転用）：このシリーズモデルは、クロス円筒ころ軸受の基本タイプです。内輪と外輪の寸法を最小限に抑え、外輪が別体型、内輪が一体型の構造です。内輪の回転精度が求められる部品に適した設計です。
RE （内輪分離型、外輪回転型）：このシリーズのモデルは、RBタイプの設計コンセプトに基づいた新しいモデルです。主な寸法はRBタイプに類似しています。その構造は、内輪が分離型、外輪が一体型設計であり、外輪の高い回転精度が要求される部品に適しています。
RU （内外輪一体型）：このシリーズの機種は、取付穴が加工されているため、固定フランジや支持座が不要です。また、シート付きの内外輪一体構造のため、取り付けによる性能への影響がほとんどなく、安定した回転精度とトルクが得られます。外輪・内輪ともに回転可能です。
CRB （分離型外輪、内輪回転）：構造は分離型外輪と一体型内輪で保持器のない総ころ軸受です。内輪の回転精度が要求される機械に適しています。
CRBC （外輪分離型、内輪回転型）：外輪が分離型、内輪が一体型設計、ケージ付き総ころ軸受の構造です。内輪の回転精度が求められる機械に適しています。
CRBH （内外輪一体型）：内外輪が一体となったシリーズで、外輪・内輪ともに回転可能です。
RA （外輪分離型・内輪回転型）：RB型の内輪と外輪の厚みを極限まで薄くしたコンパクトモデルです。産業用ロボットやマニピュレータの回転部など、軽量・コンパクト設計が求められる部分に適しています。
RA-C （シングルクラックタイプ）：主要寸法はRAタイプと同一です。外輪に切欠き構造を設けているため、外輪剛性も高く、外輪回転にも使用できます。
ＸＲ/ＪＸＲ （クロステーパーローラーベアリング）：このタイプのベアリングには、2組のレースウェイとローラーがあり、互いに直角に組み合わされており、ローラーは交互に反対側に配置されています。ベアリングの断面の高さは単列ベアリングとほぼ同じであるため、スペースとベアリングシートの材料を節約できます。大きな円錐角とテーパーの幾何学的設計により、ベアリングの全体的な有効スパンはベアリング自体の幅の数倍になります。クロステーパーローラーは高い転倒モーメントに耐えることができ、垂直ボーリングマシンやグラインダーテーブル、工作機械の精密円形インデックステーブル、大型ギアホブ盤、タレット、産業用ロボットなどの工作機械に適しています。
薄肉軸受
各シリーズの断面は 薄肉ベアリング ほとんどが正方形で、寸法は固定値に設計されています。同じシリーズでは、断面サイズは一定で、内径の増加とともに増加しないため、薄肉ベアリングと呼ばれます。薄肉ロボットベアリングは、主に腰、肘、手首など、断面が小さくスペースが限られている産業用ロボットの部分に使用されます。内径が同じ場合、薄肉ベアリングには標準の転がり軸受よりも鋼球が含まれており、ベアリング内の力の分布が改善され、鋼球と溝の接触点での弾性変形が減少し、支持力が向上します。最も有名な ケイドン Reali-Slim 薄肉ベアリングは、6700 つのオープン シリーズと 6800 つのシール シリーズで構成されています。オープン シリーズには、ラジアル接触タイプ C、アンギュラ接触タイプ A、6900 点接触タイプ X の XNUMX 種類があります。また、XNUMX、XNUMX、XNUMX シリーズには薄肉ベアリングがあり、ダスト カバー、フランジ、ステンレスなどのオプションもあります。
タイプA - アンギュラコンタクト薄肉ベアリング
ケイドン レアリスリム® タイプ A アンギュラ コンタクト ボール ベアリングには、軸方向の荷重に耐える大きな接触角を作り出すのに十分なラジアル クリアランスがあります。標準の Reali-Slim® タイプ A アンギュラ コンタクト ボール ベアリングは、接触角が 25° の非常に深いボール溝 (ボール直径の 30%) を使用します。
の際立った特徴 ケイドン タイプ A 薄肉ベアリングは、組み立て方法です。1 つのリング (通常は外輪) を皿穴加工してレースウェイの片方の肩を小さくし、2 つのリング間の温度差を利用して外輪を内輪、ボール、セパレーター アセンブリの上に取り付けます。これにより、一方向のかなりの軸方向力に耐えながら、より大きなラジアル荷重を支えることができる非分離型ベアリングが実現します。軸方向の力を加えた後、内輪と外輪の表面はほぼ面一になり、予圧調整を最小限に抑えます。一方向のみのスラスト能力があるため、Kaydon タイプ A 薄肉ベアリングは通常、別の同一ベアリングとペア (背中合わせ、対面、直列) で取り付ける必要があります。そうすることで、接触角を確立して維持し、バックラッシュを最小限に抑えるための軸方向力が発生します。スラスト荷重下での軸方向の動き。
背中合わせに この配置は、モーメント荷重下での剛性が高く、個々のベアリング間のスペースが狭い場合、または隣接するベアリングのペアを使用する場合に使用する必要があります。
面と向かって この配置では、シャフトとハウジング間の位置ずれに対する許容度が高く、シャフトに複数のベアリング ペアがある場合に考慮する必要があります。個々のベアリングを向かい合わせて取り付ける場合、モーメント荷重に耐えられるように十分な間隔を空ける必要があります。必要に応じて、向かい合ったペアを別のベアリングと一緒に取り付けて「固定フロート」配置を形成し、ペアを固定位置に維持することができます。
タンデムベアリング セットは単方向のスラスト能力を持ち、別のベアリングまたはベアリング セットの反対側に取り付ける必要があります。
タイプC - ラジアルコンタクトベアリング
Kaydon タイプ C ラジアル コンタクト ベアリングは、純粋なラジアル荷重が適用され、スラストが存在しない場合に、ボール中心面でボールとレースが接触するように設計されています。必要なラジアル クリアランスは、動作条件に合わせて増減できます。
Kaydon Reali-Slim® タイプ C ラジアルコンタクト ボールベアリングは、両方のリングに非常に深いボール溝 (溝の深さ = ボール直径の 25%) を備えた単列ラジアルボールベアリングです。ベアリングは通常、外輪内で内輪を偏心移動させることによって組み立てられ、これによりボールの数が半分に減ります。ボールが挿入された後、レースが同心円状に配置され、ボールが全周にわたって間隔を空けて配置され、セパレーターを組み立てることができます。この組み立て方法は、「コンラッド アセンブリ」と呼ばれることがよくあります。
もう 1 つの組み立て方法は、片方または両方のレースのレースウェイ ショルダーに切り込みを入れて作成した「充填溝」にボールを挿入することです。この方法では、ボールを最大で完全に組み立てて、負荷容量を増やすことができます。スロットが充填されている場合、ボールの接触経路が乱れることで動的なラジアルおよびスラスト能力が損なわれるため、回転速度を制限する必要があります。Kaydon タイプ C 薄壁ベアリングは、直径クリアランス (ボールとレース間の隙間) が小さい場合に最適です。標準の Reali-Slim® タイプ C ラジアル コンタクト ボール ベアリングは、次のことを可能にするクリアランスを提供します。
ベアリングレースと取り付け部品間の干渉嵌合
鋼レースの熱膨張または収縮の違い
シャフトとハウジング間のずれにより、対応するクリアランス調整が必要になる場合があります。
タイプx4点薄肉ベアリング
Kaydon X タイプ ベアリングは、ボールとレースウェイの間に 25 点の接触を可能にする独自の「ゴシック アーチ」構造を備えています。Kaydon タイプ X 薄型ベアリングは、コンラッド法または充填溝法を使用して組み立てられます。タイプ X ベアリングの溝の深さは、タイプ A およびタイプ C ベアリングと同じです (ボール直径の XNUMX%)。深い溝と XNUMX 点接触ジオメトリを組み合わせることで、ベアリングはラジアル、スラスト、モーメントの負荷の組み合わせに耐えることができます。Kaydon X ベアリングの実装は、背中合わせにタンデムに並べられた XNUMX つの A ベアリングに似ています。
C タイプ ベアリングと同様に、X タイプ ベアリングには通常、ラジアル クリアランスがあります。タイプ X ベアリングの公称接触角とスラスト容量は、このクリアランスに依存しません。逆に、スラストまたはモーメント負荷が大きい場合は、接触角が大きくなりすぎないようにクリアランスを最小限に抑える必要があります。より高い剛性を必要とする多くの用途では、Reali-Slim X タイプ ベアリングに内部予圧が装備されています。これは、レースウェイ間のスペースよりも大きい直径のボールを使用することで実現されます。この場合、外部負荷がない場合、ボールとレースウェイはいくらか弾性変形します。タイプ X ベアリングは、スタンドアロン使用向けに設計されています。共通のシャフトに 2 つの X ベアリングを使用すると、許容できない摩擦トルクが生じる可能性があります。
ハーモニック減速機ベアリング
ハーモニック減速機は主にフレキシブルベアリングを使用します。ハーモニックジェネレーターは、フレックススプラインに制御可能な弾性変形を生じさせるために使用されます。フレキシブルベアリングの制御可能な弾性変形は、運動と動力を伝達するために使用されます。主に中小トルクのロボットジョイントに使用されます。精度はP5レベル（一部はP4レベル）、耐用年数は6000時間以上で、コンパクトな構造、高い運動精度、大きな伝達比などの特徴があります。
ロボットベアリングの主要技術
現代の産業用ロボットの開発は軽量化の傾向にありますが、軽量と高性能は矛盾しています。そのため、ロボットベアリングの設計を完全に最適化する必要があります。産業用ロボットの薄肉ベアリングは、十分な耐荷重性を確保するだけでなく、正確な位置決めと柔軟な操作も必要です。したがって、ベアリングの設計分析と主要パラメータの決定では、定格動荷重を目的関数として使用するだけでなく、定格動荷重を目的関数として使用する必要があります。剛性や摩擦トルクなどの指標を目的関数として使用して、多目的最適化設計を実行します。同時に、フェルールとフレームの変形に基づく薄肉ベアリングの有限要素解析法を使用する必要があります。
（１）ロボットベアリングの動的品質を高精度に検出する技術
（２）ロボットベアリングリングの微細変形熱処理加工技術
（３）研削劣化層制御に基づくベアリングリング精密研削加工技術
（４）ロボットベアリングの負クリアランスの精密制御技術
（５）ロボットベアリングの精密組立技術
（６）ロボットベアリングリングの非接触測定技術
ロボットベアリングを選択する際に考慮すべき要素
ロボットベアリングのモデルは、通常、サポート製品の使用条件と負荷に基づいて、ユーザーの技術担当者によって選択されます。ビジネス担当者は主に、ユーザーの実際の負荷が選択したベアリングと一致しているかどうかを把握します。ベアリングが使用要件を満たしていない場合は、できるだけ早くモデルを変更するように顧客にアドバイスする必要があります。ただし、特別な製品がない限り、モデルの選択に問題はありません。
ベアリングクリアランスの選択
ベアリングを購入する際、ユーザーは通常、ベアリングのモデルとグレードのみを伝え、ベアリングのクリアランスに関する要件を提示することはほとんどありません。ベアリングの使用条件を理解する必要があります。ベアリングの速度、温度、およびフィット許容差はすべて、ベアリングのクリアランスに直接関係しています。
ベアリンググリースの選択
グリースの選択は通常、ベアリングの速度、耐熱性、騒音要件、始動トルクに基づいて行われます。
ベアリングシールタイプの選択
シールには接触シールと非接触シールの2種類があります。接触シールは防塵性能に優れていますが、始動トルクが大きくなります。非接触シールは始動トルクが小さいですが、シール性能は接触シールほど良くありません。
ロボットベアリングメンテナンス
ロボットベアリングは定期的に メンテナンス一般的なメンテナンス方法には、清掃、オイル交換、ベアリング交換などがあります。
（1）清掃：ロボットのベアリングには使用中にほこりや汚れが蓄積されるため、ベアリングの正常な動作を確保するために定期的に清掃する必要があります。
（２）オイル交換：ロボットベアリングの潤滑効果を確保するために、ベアリングの潤滑油を定期的に交換する必要があります。
（3）ベアリングの交換：ロボットのベアリングが損傷または故障している場合は、適時に交換する必要があります。
ロボットベアリングの故障診断
ロボットベアリングの故障は、主に騒音、温度上昇、振動増加などの現象として現れます。ベアリングの故障診断には、通常、振動解析と故障モード解析が必要です。
（１）振動解析振動解析により、ベアリングの故障の種類、場所、原因を特定できます。振動解析は、レーザー干渉計や加速度センサーなどの機器を使用して実行できます。
（２）故障解析ロボットベアリングの故障モードには、通常、摩耗、疲労、不適切なメンテナンスが含まれます。故障モード分析により、ベアリング故障の原因を特定し、適切な修理措置を講じることができます。
ロボットベアリングはロボットの重要な部分であり、さまざまなタイプのベアリングがさまざまなロボットアプリケーションシナリオに適しています。ロボットベアリングの取り付け、メンテナンス、故障診断は、ロボットの生産とアプリケーションに不可欠なリンクです。ロボットの高品質と長期的なパフォーマンスを確保するために、企業はロボットベアリングの選択、取り付け、メンテナンス、故障診断に注意を払う必要があります。