工业机器人RV减速机的机械原理

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当我们在无穷向往产业机械人时代的时辰,你可曾晓得,产业机械人最关键的机械结构之一RV减速机,到明天,中国仍然不具有设想和制造才能。“十二五”期间,国家“863”计划将其列入重点霸占的技术瓶颈。国内顶尖大学和科研机构几年攻关也只要论文,没有实物。

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产业机械人一切焦点零部件中,减速机最为关键。

产业机械人本钱结构大致以下:本体22%、伺服系统25%、减速器38%、控制系统10%以及其他5%。简单拆分国内6轴产业机械人本钱(总本钱25万元),可以看出减速器和伺服机电两项本钱接近13万元,首要以进口为主。

明天产业机械人网就综合各方材料,为大师报告下RV减速机。

一、RV减速机的机械道理

德国人劳伦兹·勃朗于1926年缔造性地提出了一种少齿差行星传动机构,它是用外摆线作为齿廓曲线的,这就是最早期的针摆行星传动,由于两个啮合齿轮其中之一采用了针轮的形式,这类传动也被称做摆线针轮行星齿轮传动。

RV传动一种全新的传动方式,它是在传统针摆行星传动的根本上成长出来的,不但克服了一般针摆传动的弱点,而且由于具有体积小、重量轻、传动比范围大、寿命长、精度连结稳定、效力高、传动平稳等一系列优点。

以RV-E型减速机为例

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第1减速部…正齿轮减速机构

输入轴的扭转从输入齿轮传递到直齿轮,按齿数比停止减速。这是第一减速部。

第2减速部…差动齿轮减速机构

直齿轮与曲柄轴相毗连,变成第二减速部的输入。在曲柄轴的偏心部分,经过转动轴承安装RV齿轮。别的,在外壳内侧仅比RV齿轮数多一个的针齿,以同等的齿距排列。

假如牢固外壳转动直齿轮,则RV齿轮由于曲柄轴的偏心活动也停止偏心活动。此时假如曲柄轴转动一周,则RV齿轮就会沿与曲柄轴相反的偏向转动一个齿。这个转动被输出到第2减速部的轴。将轴固按时,外壳侧成为输出侧。

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纳博特斯克 RV-110E 减速机

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二、RV减速机对产业机械人的重要性

产业机械人第一枢纽到第四枢纽全数利用RV减速机,轻载产业机械人第五枢纽和第六枢纽有能够利用谐波减速机。重载产业机械人一切枢纽都需要利用RV减速机。均匀而言,每台产业机械人利用4.5台RV减速器。2013年天下产业机械人销量18万台,需利用减速机90万台。

产业机械人的动力源通常是交换伺服机电,由于由脉冲信号驱动,其伺服机电自己便可以实现调速,为什么产业机械人还需要减速器呢?产业机械人凡是履行反复的行动,以完成不异的工序;为保证产业机械人在生产中可以牢靠地完成工序使命,并确保工艺质量,对产业机械人的定位精度和反复定位精度要求很高。是以,进步和确保产业机械人的精度就需要采用RV减速器或谐波减速器。紧密减速器在产业机械人中的另一感化是传递更大的扭矩。当负载较大时,一味进步伺服机电的功率是很不划算的,可以在适宜的速度范围内经过减速器来进步输出扭矩。此外,伺服机电在低频运转下轻易发热和出现低频振动,对于长时候和周期性工作的产业机械人这都晦气于确保其切确、牢靠地运转。

紧密减速器的存在使伺服机电在一个合适的速度下运转,并切确地将转速降到产业机械人各部位需要的速度,进步机械体刚性的同时输出更大的力矩。与通用减速器相比,产业机械人关减省速器要求具有传动链短、体积小、功率大、质量轻和易于控制等特点。

大量利用在枢纽型产业机械人上的减速器首要有两类:RV减速器和谐波减速器。相比于谐波减速器,RV减速用具有更高的刚度和回转精度。是以在枢纽型产业机械人中,一般将RV减速器放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置;而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部;行星减速器一般用在直角坐标产业机械人上。

同时,RV减速机较产业机械人中常用的谐波传动具有高很多的疲惫强度、刚度和寿命,而且回差精度稳定,不像谐波传动那样随着利用时候增加活动精度就会明显下降,故天下上很多国家高精度产业机械人传动多采用RV减速器,是以,该种RV减速器在先辈产业机械人传动中有逐步取代谐波减速器的成长趋向。

三、RV减速机成长纪年史

1、1926年 德国人劳伦兹·勃朗于缔造性地提出RV减速机道理

2、1931年 劳伦兹·勃朗在德国慕尼黑建立了“赛古乐”股份有限公司,最早起头了摆线减速器的制造和销售

3、1939年,日本住友公司和“赛古乐”公司签定了技术合作协议,并生产销售;

4、1944年,日本帝人精机建立,这个未来的RV减速机霸主,在飞机制造、纺织机械、机床等多个行业一无所获;

5、1950年-1960年,摆线磨床的出现,处理了摆线齿形的精度不高的困难,使摆线传动获得了进一步的成长。

6、1956年,日本纳博克公司出售全球第一个自动门,在市场上展露头角。

7、1980年左右,日本帝人精机提出RV传动理论,动手利用于产业机械人行业。

8、1986年,日本帝人精机RV减速机正式大范围生产,获得成功;

9、2003年,帝人精机和纳博克合并组成Nabtesco(纳博特斯克)公司,并获得快速成长,现在已成为RV减速机行业的领头羊,占据了60%以上的市场,出格在中/重负荷产业机械人上,其RV减速机市场占有率高达90%。

四、中国RV减速机行业成长现状

在RV减速机方面,我国从二十世纪五十年月起起头研讨行星齿轮传动装配,六十年月从国外引进,虽然在理论和仿制方面获得了一些功效,但与日本的同类最新产物相比,我们研制的摆线针轮减速器从整体性能、利用寿命、传动精度、承载才能到新产物的进一步开辟升级都存在着相当多的不敷之处。

一台紧密减速器ABB、Kuka、安川等国际巨头采购价为3万元~5万元,卖给我国企业约7万元,普通企业约12万元,我国企业采购紧密减速机的本钱比国际巨头贵一倍还多。

据高工产业机械人产业研讨所(GRII)数据统计,国内有353产业业机械人企业,其中研讨减速器的只占到13家,研讨RV减速器的只要5家。

2010年,南通振康焊接机电有限公司研制开辟的可用于高端产业利用范畴(产业机械人)传动焦点部件RV减速装配以及系列交换伺服机电,投入批量生产,更获得市场普遍认可。2013年产量200多台。

2014年7月20日,武汉市精华减速机制造有限公司总司理余运清流露,自立研发的一种紧密减速机刚获得检验经过,有望替换进口,下降产业机械人国产化本钱。

2014年7月,秦川成长公布通告称,计划投资1.94亿元停止9万套(一期)产业机械人关减省速器技术革新项目扶植。此举将国产产业机械人RV减速器的研发制造推动了人们的视野。

在上市公司中还有巨轮股份跟新松产业机械人都在停止RV减速器的研讨,但今朝尚未获得本色性的成果。

在经济转型升级和我国生齿老龄化进程日益加速的情况下,产业机械人产业的成长迎来一个需求快速成长的阶段。2013年中国市场共销售产业机械人近3.7万台,约占全球销量的1/5,总销量跨越了日本,位居全球第一。估计中国有望在2016年景为全球最大的产业机械人市场,保有量将跨越15万台。Nabtesco都计划投资近50亿日元在中国新建工场,自2016年起投产制造产业机械人用的焦点零部件-RV减速机,计划每年产量10万台,2020年达20万台。

这么大的市场需求,今朝看与中国企业几近无缘,我们期待着中国企业可以早日冲破技术瓶颈,赢得市场。
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