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工業(yè)機器人常用精密減速器技術(shù)剖析保障高精度要求

分類：行業(yè)動態(tài) 1151人瀏覽 2017-03-07

工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分迅速，機器人產(chǎn)品正應(yīng)用到各個領(lǐng)域當(dāng)中。對于機器人來說，所要完成的大多是頻繁和重復(fù)，或是危險、惡劣環(huán)境下的作業(yè)，很多時候都需要保障絕對的精確度。而精密減速器主要的作用就在于提高和確保工業(yè)機器人的精度。

工業(yè)機器人常用精密減速器技術(shù)剖析保障高精度要求

工業(yè)機器人是一種裝備有記憶裝置和末端執(zhí)行裝置的、能夠完成各種移動或工藝來代替人類勞動的通用機器。通常在生產(chǎn)中能代替工人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長時間作業(yè)，或是危險、惡劣環(huán)境下的作業(yè)。它能夠提升生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量，是企業(yè)補充和替代勞動力的有效方案。

目前工業(yè)機器人發(fā)展特點是高速、精確、機身機構(gòu)緊湊、多自由度和提高剛性，重點領(lǐng)域還要求重載或響應(yīng)速度快。例如汽車整車生產(chǎn)的電焊機器人負(fù)載大部分在150-300Kg間，而電子領(lǐng)域的裝配機器人則需要快速的響應(yīng)流水線上的配件。

減速器在機械傳動領(lǐng)域是連接動力源和執(zhí)行機構(gòu)之間的中間裝置，通常它把電動機、內(nèi)燃機等高速運轉(zhuǎn)的動力通過輸入軸上的小齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達(dá)到減速的目的，并傳遞更大的轉(zhuǎn)矩。目前成熟并標(biāo)準(zhǔn)化的減速器有：圓柱齒輪減速器、渦輪減速器、行星減速器、行星齒輪減速器、RV減速器、擺線針輪減速器和諧波減速器。80-90年代以來，在新興產(chǎn)業(yè)如航空航天、機器人和醫(yī)療器械等發(fā)展的需求下，需要結(jié)構(gòu)簡單緊湊、傳遞功率大、噪聲低、傳動平穩(wěn)的高性能精密減速器，其中RV減速器和諧波減速器是精密減速器中重要的兩種減速器。

減速器

RV減速器是在擺線針輪傳動基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，具有二級減速和中心圓盤支承結(jié)構(gòu)。自1986年投入市場以來，因其傳動比大、傳動效率高、運動精度高、回差小、低振動、剛性大和高可靠性等優(yōu)點是機器人的“御用”減速器。

諧波減速器由三部分組成：諧波發(fā)生器、柔性論和剛輪，其工作原理是由諧波發(fā)生器使柔輪產(chǎn)生可控的彈性變形，靠柔輪與剛輪嚙合來傳遞動力，并達(dá)到減速的目的；按照波發(fā)生器的不同有凸輪式、滾輪式和偏心盤式。諧波減速器傳動比大、外形輪廓小、零件數(shù)目少且傳動效率高。單機傳動比可達(dá)到50-4000，而傳動效率高達(dá)92%-96%。

行星減速器

行星顧名思義行星減速器就是有三個行星輪圍繞一個太陽輪旋轉(zhuǎn)的減速器。行星減速器體積小、重量輕，承載能力高，使用壽命長、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低。具有功率分流、多齒嚙合獨用的特性；是一種用途廣泛的工業(yè)產(chǎn)品，其性能可與其它軍品級行星減速器產(chǎn)品相媲美，卻有著工業(yè)級產(chǎn)品的價格，被應(yīng)用于廣泛的工業(yè)場合。

精密減速器在工業(yè)機器人上的作用

工業(yè)機器人的動力源一般為交流伺服電機，因為由脈沖信號驅(qū)動，其伺服電機本身就可以實現(xiàn)調(diào)速，為什么工業(yè)機器人還需要減速器呢？工業(yè)機器人通常執(zhí)行重復(fù)的動作，以完成相同的工序；為保證工業(yè)機器人在生產(chǎn)中能夠可靠地完成工序任務(wù)，并確保工藝質(zhì)量，對工業(yè)機器人的定位精度和重復(fù)定位精度要求很高。因此，提高和確保工業(yè)機器人的精度就需要采用RV減速器或諧波減速器。精密減速器在工業(yè)機器人中的另一作用是傳遞更大的扭矩。當(dāng)負(fù)載較大時，一味提高伺服電機的功率是很不劃算的，可以在適宜的速度范圍內(nèi)通過減速器來提高輸出扭矩。此外，伺服電機在低頻運轉(zhuǎn)下容易發(fā)熱和出現(xiàn)低頻振動，對于長時間和周期性工作的工業(yè)機器人這都不利于確保其精確、可靠地運行。

精密減速器的存在使伺服電機在一個合適的速度下運轉(zhuǎn)，并精確地將轉(zhuǎn)速降到工業(yè)機器人各部位需要的速度，提高機械體剛性的同時輸出更大的力矩。與通用減速器相比，機器人關(guān)節(jié)減速器要求具有傳動鏈短、體積小、功率大、質(zhì)量輕和易于控制等特點。大量應(yīng)用在關(guān)節(jié)型機器人上的減速器主要有兩類：RV減速器和諧波減速器。

相比于諧波減速器，RV減速器具有更高的剛度和回轉(zhuǎn)精度。因此在關(guān)節(jié)型機器人中，一般將RV減速器放置在機座、大臂、肩部等重負(fù)載的位置；而將諧波減速器放置在小臂、腕部或手部；行星減速器一般用在直角坐標(biāo)機器人上。