• Share on Google+

机器人所有核心零部件中,减速机最为关键 浅谈

当我们在无限憧憬机械人时代的时候,你可曾知道,机械人最枢纽的机械构造之一RV减速机,到今天,中国仍然不具备设计和制造能力。“十二五”时期,国度“863”规划将其列入重点霸占的手艺瓶颈。国内顶尖大学和科研机构几年攻关也只有论文,没有实物。

机械人所有焦点零部件中,减速机最为关头。

机械人成本构造大致如下:本体22%、伺服系统25%、减速器38%、掌握系统10%以及其他5%。简洁拆分国内6轴工业机械人成本(总成本25万元),能够看出减速器和伺服电机两项成本接近13万元,首要以进口为主。

就综合各方资料,为人人讲述下RV减速机。

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念头构,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,因为两个啮合齿轮个中之一采用了针轮的形式,这种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格局,它是在传统针摆行星传动的根基上成长出来的,不仅战胜了一样针摆传动的谬误,并且因为具有体积小、重量轻、传动比局限大、寿命长、精度连结不变、效率高、传动平稳等一系列长处。

以RV-E型减速机为例

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,按齿数比进行减速。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邻,变为第二减速部的输入。在曲柄轴的偏疼部门,经由滚动轴承安装RV齿轮。别的,在外壳内侧仅比RV齿轮数多一个的针齿,以一律的齿距分列。

若是固定外壳迁移直齿轮,则RV齿轮因为曲柄轴的偏幸活动也进行偏爱活动。此时若是曲柄轴迁移一周,则RV齿轮就会沿与曲柄轴相反的目的转变一个齿。这个滚动被输出到第2减速部的轴。将轴固准时,外壳侧成为输出侧。

RV减速机对机械人的主要性

机械人第一关节到第四关节悉数使用RV减速机,轻载机械人第五关节和第六关节有可能使用谐波减速机。重载机械人所有关节都需要使用RV减速机。平均而言,每台机械人使用4.5台RV减速器。2013年世界机械人销量18万台,需使用减速机90万台。

工业机械人的动力源一样为交流伺服电机,因为由脉冲灯号驱动,其伺服电机自己就能够实现调速,为什么工业机械人还需要减速器呢?工业机械人平常执行反复的动作,以完成沟通的工序;为包管工业机械人在生产中或许靠得住地完成工序义务,并确保工艺质量,对工业机械人的定位精度和反复定位精度要求很高。

是以,提高和确保工业机械人的精度就需要采用RV减速器或谐波减速器。细密减速器在工业机械人中的另一感化是传递更大的扭矩。当负载较大时,一味提高伺服电机的功率是很不划算的,或许在适宜的速度局限内经由减速器来提高输出扭矩。此外,伺服电机在低频运转下轻易发烧和涌现低频振动,对于长时间和周期性工作的工业机械人这都晦气于确保其切确、靠得住地运行。

细密减速器的存在使伺服电机在一个合适的速度下运转,并切确地将转速降到工业机械人各部位需要的速度,提高机械体刚性的同时输出更大的力矩。与通用减速器比拟,机械人关节略速器要求具有传动链短、体积小、功率大、质量轻和易于掌握等特点。

大量应用在关节型机械人上的减速器首要有两类:RV减速器协调波减速器。比拟于谐波减速器,RV减速器具有更高的刚度和展转精度。是以在关节型机械人中,一样将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;行星减速器一样用在直角坐标机械人上。

同时,RV减速机比机械人中常用的谐波传动具有高得多的委靡强度、刚度和寿命,并且回差精度不乱,不像谐波传动那样跟着使用时间增加活动精度就会显著降低,故世界上很多国度高精度机械人传动多采用RV减速器,是以,该种RV减速器在进步机械人传动中有逐渐代替谐波减速器的成长趋势。

RV减速机成长纪年史

▌1926年 德国人劳伦兹·勃朗于缔造性地提出RV减速机道理。

▌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,最先起头了摆线减速器 的制造和发卖。

▌1939年,日本住友公司和“赛古乐”公司签定了手艺合作和谈,并生产发卖。

▌1944年,日本帝人精机成立,这个将来的RV减速机霸主,在飞机制造、纺织机械、机床等多个行业硕果累累。

▌1950年-1960年,摆线磨床的涌现,解决了摆线齿形的精度不高的难题,使摆线传动获得了进一步的成长。

▌1956年,日本纳博克公司发售全球第一个主动门,在市场上展露头角。

▌1980年摆布,日本帝人精机提出RV传动理论,着手应用于机械人行业。

▌1986年,日本帝人精机RV减速机正式大规模生产,取得成功。

▌2003年,帝人精机和纳博克归并构成Nabtesco(纳博特斯克)公司,并取得快速成长,目前已成为RV减速机行业的领头羊,占有了60%以上的市场,出格在中/重负荷机械人上,其RV减速机市场占有率高达90%。

中国RV减速机行业成长近况

在RV减速机方面,我国从二十世纪五十年月起起头研究行星齿轮传动装配,六十年月从国外引进,尽管在理论和仿制方面取得了一些功效,但与日本的同类最新产物比拟,我们研制的摆线针轮减速器从整体机能、使用寿命、传动精度、承载能力到新产物的进一步开发升级都存在着相当多的不足之处。

一台周详减速器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,通俗企业约12万元,我国企业采购邃密减速机的成本比国际巨头贵一倍还多。

据高工机械人家当研究所(GRII)数据统计,国内有353家机械人企业,此中研究减速器的只占到13家,研究RV减速器的只有5家。

2010年,南通振康焊接机电有限公司研制开发的可用于高端工业应用范畴(机械人)传动焦点部件RV减速装配以及系列交流伺服电机,投入批量生产,更获得市场普遍承认。2013年产量200多台。

2014年7月20日,武汉市精髓减速机制造有限公司总司理余运清透露,自立研发的一种严密减速机刚获得查验过程,有望替代进口,降低工业机械人国产化成本。

2014年7月,秦川成长发布通知称,规划投资1.94亿元进行9万套(一期)工业机械人关节略速器手艺革新项目扶植。此举将国产机械人RV减速器的研发制造推进了人们的视野。

在上市公司中还有巨轮股份跟新松机械人都在进行RV减速器的研究,但今朝尚未取得实质性的效果。

在经济转型升级和我国生齿老龄化历程日益加速的情形下,机械人家产的成长迎来一个需求快速成长的阶段。2013年中国市场共发卖工业机械人近3.7万台,约占全球销量的1/5,总销量高出了日本,位居全球第一。估计中国有望在2016年成为全球最大的机械人市场,保有量将跨越15万台。Nabtesco都设计投资近50亿日元在中国新建工场,自2016年起投产制造工业机械人用的焦点零部件-RV减速机,规划每年产量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乎无缘,我们等候着中国企业或许早日冲破手艺瓶颈,博得市场。


机器人所有核心零部件中,减速机最为关键 浅谈