工业机器人的核心部件-减速机

2019-07-17 09:41:25 张鹏 38

     工业机器人是一种装备有记忆装置和末端执行装置的、能够完成各种移动或工艺来代替人类劳动的通用机器。通常在生产中能代替工人做某些单调、频繁和重复的长时间作业,或是危险、恶劣环境下的作业。它能够提升生产的效率和产品的质量,是企业补充和替代劳动力的有效方案。

  目前工业机器人发展特点是高速、精确、机身机构紧凑、多自由度和提高刚性,重点领域还要求重载或响应速度快。例如汽车整车生产的电焊机器人负载大部分在150-300Kg间,而电子领域的装配机器人则需要快速的响应流水线上的配件。

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  减速器在机械传动领域是连接动力源和执行机构之间的中间装置,通常它把电动机、内燃机等高速运转的动力通过输入轴上的小齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的,并传递更大的转矩。目前成熟并标准化的减速器有:圆柱齿轮减速器、涡轮减速器、行星减速器、行星齿轮减速器、RV减速器、摆线针轮减速器和谐波减速器。80-90年代以来,在新兴产业如航空航天、机器人和医疗器械等发展的需求下,需要结构简单紧凑、传递功率大、噪声低、传动平稳的高性能精密减速器,其中RV减速器和谐波减速器是精密减速器中重要的两种减速器。

  RV减速器是在摆线针轮传动基础上发展起来的,具有二级减速和中心圆盘支承结构。自1986年投入市场以来,因其传动比大、传动效率高、运动精度高、回差小、低振动、刚性大和高可靠性等优点是机器人的“御用”减速器。

谐波减速器由三部分组成:谐波发生器、柔性论和刚轮,其工作原理是由谐波发生器使柔轮产生可控的弹性变形,靠柔轮与刚轮啮合来传递动力,并达到减速的目的;按照波发生器的不同有凸轮式、滚轮式和偏心盘式。谐波减速器传动比大、外形轮廓小、零件数目少且传动效率高。单机传动比可达到50-4000,而传动效率高达92%-96%。

   精密减速器的存在使伺服电机在一个合适的速度下运转,并精确地将转速降到工业机器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。与通用减速器相比,机器人关节减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。大量应用在关节型机器人上的减速器主要有两类:RV减速器和谐波减速器。相比于谐波减速器,RV减速器具有更高的刚度和回转精度。因此在关节型机器人中,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。


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