Um motor de acionamento harmónico é a melhor opção para articulações robóticas leves, compactas e de alta precisão. É ideal para robôs colaborativos, robôs humanóides, robôs médicos, pequenos braços robóticos e sistemas de automação de precisão.

Um redutor RV é a melhor escolha para robôs industriais de serviço pesado que exigem elevado binário, elevada rigidez e forte resistência a choques. É frequentemente utilizado nas articulações da base, do ombro e do cotovelo dos robôs, onde a capacidade de carga é mais importante do que o tamanho compacto.

O que é um motor de acionamento harmónico?

Um motor de acionamento harmónico é uma unidade de movimento integrada que normalmente combina um servomotor, um redutor harmónico, um codificador e, por vezes, um travão ou um controlador. O seu redutor principal utiliza transmissão por onda de deformação.

Um redutor harmónico típico contém três partes principais:

Componente	Função
Gerador de ondas	Cria uma deformação elíptica
Spline flexível	Engrenagem flexível com menos dentes
Spline circular	Engrenagem exterior rígida com dentes internos

O motor faz girar o gerador de ondas, flexionando a spline para o engate da engrenagem em dois pontos. Como a spline flexível tem menos dentes do que a spline circular, é gerado um movimento relativo, produzindo uma elevada relação de redução numa estrutura compacta.

Principais características dos motores de acionamento harmónico

Os motores de acionamento harmónico são valorizados pelo seu design compacto, elevada relação de redução, baixa folga e movimento suave. São ideais para articulações de robôs compactas e leves, de pequeno a médio porte.

As vantagens comuns incluem:

• Estrutura compacta e leve
• Elevada precisão de posicionamento
• Baixa folga
• Elevada relação de redução num único estágio
• Movimento suave e silencioso
• Fácil integração em articulações robóticas
• Adequado para robôs leves e colaborativos

Devido a estas características, os motores de acionamento harmónico são frequentemente utilizados em pulsos robóticos, pequenos braços robóticos, articulações de robôs humanóides, robôs médicos, equipamento de semicondutores e sistemas de automação de precisão.

O que é um redutor RV?

Um redutor RV, também conhecido como redutor vetorial rotativo, é um redutor cicloidal de precisão. Normalmente, combina uma redução por engrenagens retas na primeira fase com uma redução por engrenagens de pinos cicloidais na segunda fase.

O redutor RV foi concebido para oferecer elevado binário, elevada rigidez e forte resistência a cargas de choque. Em comparação com um redutor harmónico, é normalmente maior e mais pesado, mas consegue suportar cargas muito mais elevadas e apresenta melhor rigidez torcional.

Principais características dos redutores RV

Os redutores RV são amplamente utilizados em robôs industriais, especialmente em articulações de grandes dimensões, como a base, o ombro e o cotovelo.

As vantagens comuns incluem:

• Elevada capacidade de binário
• Elevada rigidez
• Excelente resistência a choques
• Longa vida útil
• Elevada capacidade de suporte de carga
• Desempenho estável em condições de funcionamento intensivo
• Adequado para robôs industriais de média e grande porte

Os redutores RV são frequentemente utilizados em robôs de soldadura, robôs de manuseamento, robôs de paletização, braços robóticos para trabalhos pesados, robôs de carregamento de máquinas-ferramentas e robôs de linhas de produção automóvel.

Motor de acionamento harmónico vs. redutor RV: principais diferenças

Ambos são utilizados em robôs, mas cada um está otimizado para diferentes necessidades de desempenho.

Item de comparação	Motor de acionamento harmónico	Redutor RV
Estrutura	Motor integrado com redutor harmónico	Redutor cicloidal de precisão
Dimensões	Mais compacto	Maior
Peso	Mais leve	Mais pesado
Capacidade de binário	Média	Elevado
Rigidez	Moderada a elevada	Muito elevada
Folga	Muito baixo	Muito baixa
Resistência ao choque	Moderada	Elevado
Capacidade de carga	Adequado para cargas leves e médias	Adequado para cargas médias e pesadas
Articulações comuns dos robôs	Articulações do pulso, antebraço e humanoides	Base, ombro, cotovelo
Custo	Frequentemente mais baixo para articulações compactas	Mais elevado para articulações de alta resistência
Melhor utilização	Movimento de precisão com cargas leves	Movimento industrial com cargas pesadas

Precisão e folga

Ambas as soluções proporcionam um posicionamento preciso com folga mínima. No entanto, os seus princípios de funcionamento são diferentes.

Um acionamento harmónico alcança a precisão através da deformação elástica e do engate de múltiplos dentes. Garante uma folga mínima para um posicionamento preciso e um controlo de movimento suave.

Um redutor RV alcança a precisão através da transmissão cicloidal e do contacto por rolamento. Também proporciona uma folga reduzida, mas o seu principal ponto forte é manter a precisão sob cargas pesadas e impactos repetidos.

Para articulações de robôs de pequenas dimensões, um motor de acionamento harmónico é frequentemente suficientemente preciso e mais fácil de integrar. Para articulações de robôs industriais de grandes dimensões, um redutor RV é normalmente a melhor opção, uma vez que consegue manter a precisão sob binários mais elevados e forças externas mais intensas.

Binário e capacidade de carga

A capacidade de binário é uma das maiores diferenças entre os motores de acionamento harmónico e os redutores RV.

Um motor de acionamento harmónico é compacto e leve, mas a sua ranhura flexível limita a sua capacidade de carga. É adequado para articulações de robôs de pequeno e médio porte, mas não para requisitos de carga pesada.

Um redutor RV tem uma estrutura mais rígida e uma maior capacidade de suporte de carga. É mais adequado para articulações de robôs que têm de suportar grandes cargas úteis, alta aceleração ou operações frequentes de arranque e paragem.

Por exemplo, num robô industrial de seis eixos, as articulações da base, do ombro e do cotovelo requerem normalmente um binário elevado e elevada rigidez. Os redutores RV são frequentemente preferidos nestas posições. As articulações do pulso requerem um tamanho compacto, baixo peso e elevada precisão, pelo que os motores de acionamento harmónico ou os redutores harmónicos são frequentemente utilizados nessas articulações.

Tamanho e peso

Para os robôs modernos, especialmente os robôs colaborativos e os robôs humanóides, o tamanho e o peso são muito importantes.

Um motor de acionamento harmónico apresenta uma grande vantagem em termos de compacticidade. Como consegue atingir uma elevada relação de redução num espaço reduzido, ajuda a reduzir o tamanho das articulações e o peso total do robô. Isto beneficia os robôs que requerem braços leves, movimentos suaves e interação segura com humanos.

Um redutor RV tem, normalmente, uma estrutura mais volumosa. Embora ofereça melhor rigidez e capacidade de carga, pode não ser adequado para robôs em que a estrutura compacta é o principal requisito.

Por conseguinte, para robôs leves, os motores de acionamento harmónico são frequentemente a melhor escolha. Para robôs de serviço pesado, o peso adicional de um redutor RV é aceitável, uma vez que proporciona um desempenho mais robusto.

Rigidez e resistência a choques

A rigidez influencia a capacidade de um robô manter a posição sob carga. A resistência a choques influencia a capacidade do redutor de lidar com forças externas repentinas, impactos ou funcionamento a alta velocidade.

Os redutores RV são geralmente mais robustos tanto em termos de rigidez como de resistência aos choques. Isto torna-os adequados para ambientes industriais onde os robôs manuseiam peças pesadas, soldam componentes metálicos, carregam máquinas-ferramentas ou trabalham continuamente em linhas de produção.

Os motores de acionamento harmónico são precisos e compactos, mas a ranhura flexível é mais sensível à sobrecarga e ao impacto de choques. Em aplicações com cargas pesadas repentinas, uma utilização inadequada pode reduzir a vida útil.

Para movimentos estáveis, precisos e leves, os motores de acionamento harmónico são excelentes. Para utilização industrial exigente e movimentação de cargas pesadas, os redutores RV são normalmente mais fiáveis.

Vida útil e manutenção

A vida útil depende da carga, velocidade, lubrificação, qualidade da instalação, ambiente de trabalho e ciclo de funcionamento.

Os redutores RV apresentam, geralmente, uma elevada durabilidade em aplicações de serviço pesado. A sua estrutura rígida permite-lhes funcionar durante longos períodos sob cargas elevadas. No entanto, também requerem lubrificação e instalação adequadas.

Os motores de acionamento harmónico também podem proporcionar uma longa vida útil quando utilizados dentro dos limites de carga nominal. O design integrado simplifica frequentemente a instalação. No entanto, sobrecargas, cargas de impacto ou uma seleção inadequada podem encurtar a vida útil da ranhura flexível.

Em resumo, os redutores RV são mais adequados para operações de serviço pesado a longo prazo, enquanto os motores de acionamento harmónico são mais adequados para articulações compactas de precisão com cargas adequadas.

Comparação de aplicações em robôs

Robôs diferentes requerem soluções de transmissão diferentes.

Tipo de robô	Melhor escolha	Motivo
Robô colaborativo	Motor de acionamento harmónico	Compacto, leve, preciso
Robô humanóide	Motor de acionamento harmónico	Articulações de pequenas dimensões e movimento suave
Robô médico	Motor de acionamento harmónico	Alta precisão e baixo ruído
Robô para semicondutores	Motor de acionamento harmónico	Movimento limpo, preciso e suave
Robô industrial para serviços pesados	Redutor RV	Elevado binário e grande rigidez
Robô de soldadura	Redutor RV	Estável sob carga industrial
Robô de paletização	Redutor RV	Elevada resistência à carga e aos choques
Punho de robô de seis eixos	Motor de acionamento harmónico	Compacto e preciso
Base de robô de seis eixos	Redutor RV	Elevado binário e capacidade de carga

Qual é a melhor opção para robôs?

Não existe uma resposta única. Um motor de acionamento harmónico é mais adequado para robôs que necessitam de dimensões compactas, peso reduzido, alta precisão e movimento suave. Um redutor RV é mais adequado para robôs que necessitam de elevado binário, elevada rigidez, forte resistência a choques e operação com cargas pesadas.

Opte por um motor de acionamento harmónico quando:

• O robô necessitar de um design compacto das articulações
• A redução de peso for importante
• A carga útil for leve ou média
• Forem necessários movimentos suaves e precisos
• A articulação estiver localizada no pulso ou na secção terminal
• O robô é colaborativo, humanóide, médico ou equipamento de automação de precisão

Escolha um redutor RV quando:

• O robô transportar cargas pesadas
• A articulação requer um binário elevado
• Foram necessárias elevadas características de rigidez
• O robô trabalha em ambientes industriais adversos
• São frequentes cargas de choque ou de impacto
• O redutor é utilizado na articulação da base, do ombro ou do cotovelo

Os robôs podem utilizar ambos?

Sim. Muitos robôs industriais utilizam ambos os tipos de redutores em diferentes articulações.

Por exemplo, um robô de seis eixos pode utilizar redutores RV nos três primeiros eixos, uma vez que estas articulações suportam a maior parte da carga. O mesmo robô pode utilizar redutores harmónicos ou motores de acionamento harmónico nos eixos do pulso, pois essas articulações requerem dimensões compactas, resposta rápida e alta precisão.

Este design combinado ajuda a equilibrar o binário, a precisão, o peso, o tamanho e o custo.

Os fabricantes de robôs devem adequar cada redutor à aplicação. O segredo está em combinar o sistema de transmissão com a carga útil do robô, a posição das articulações, a velocidade de movimento, os requisitos de precisão, o ambiente de trabalho e o objetivo de custo.

Em geral:

• Para robôs compactos e leves, opte por um motor de acionamento harmónico.
• Para robôs industriais de carga pesada, opte por um redutor RV.
• Para robôs industriais multieixos, utilize ambos nos casos em que cada um tenha o melhor desempenho.

Ao selecionar o redutor adequado para cada articulação do robô, os fabricantes podem melhorar a precisão do movimento, prolongar a vida útil, reduzir o peso, aumentar a estabilidade e alcançar um melhor desempenho geral do robô.