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工业机器人RV减速机的机械原理

发表时间: 2021-06-21 17:17:04

作者: 浙江塞纳德动力科技有限公司

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当我们在无限憧憬工业机器人时代的时候,你可曾知道,工业机器人最关键的机械结构之一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,国家“863”计划将其列入重点攻克的技术瓶颈。国内顶尖大学和科研机构几年攻关也只有论文,没有实物。

工业机器人所有核心零部件中,减速机最为关键。

工业机器人成本结构大致如下: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轴工业机器人成本(总成本25万元),可以看出减速器和伺服电机两项成本接近13万元,主要以进口为主。

今天工业机器人网就综合各方资料,为大家讲述下RV减速机。

一、RV减速机的机械原理

德国人劳伦兹·勃朗于1926年创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方式,它是在传统针摆行星传动的基础上发展出来的,不仅克服了一般针摆传动的缺点,而且因为具有体积小、重量轻、传动比范围大、寿命长、精度保持稳定、效率高、传动平稳等一系列优点。

第1减速部…正齿轮减速机构

输入轴的旋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

直齿轮与曲柄轴相连接,变为第二减速部的输入。在曲柄轴的偏心部分,通过滚动轴承安装RV齿轮。另外,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。

如果固定外壳转动直齿轮,则RV齿轮由于曲柄轴的偏心运动也进行偏心运动。此时如果曲柄轴转动一周,则RV齿轮就会沿与曲柄轴相反的方向转动一个齿。这个转动被输出到第2减速部的轴。将轴固定时,外壳侧成为输出侧。

2. RV减速机对工业机器人的重要性

 工业机器人的第一至第四关节全部采用RV减速机,轻型工业机器人第五和第六关节有 可以使用谐波减速器。 重型工业机器人的所有关节都需要使用RV减速机。 每个工业机器人平均使用 4.5 个 RV 减速器。  2013年全球工业机器人销量18万台,需要减速机90万台。  

 工业机器人的动力源一般是交流伺服电机。 由于采用脉冲信号驱动,伺服电机本身可以实现调速。 为什么工业机器人需要减速机? 工业机器人通常会执行重复的动作来完成相同的过程; 为了保证工业机器人在生产中能够可靠地完成工艺任务,保证工艺质量,工业机器人的定位精度和重复定位精度要求非常高。 因此,为了提高和保证工业机器人的精度,需要RV减速器或谐波减速器。 精密减速机在工业机器人中的另一个作用是传递更大的扭矩。 当负载较大时,一味地加大伺服电机的功率是不划算的。 在合适的速度范围内,可以通过减速机增加输出扭矩。 另外,伺服电机在低频运行下容易发热和低频振动,不利于保证长时间、周期性工作的工业机器人准确可靠运行。  

 精密减速机的存在,使伺服电机以合适的速度运行,准确地将速度降低到工业机器人各部分所需的速度,提高了机械手的刚性 机械体同时输出更大的扭矩。 与一般减速器相比,工业机器人关节减速器要求具有传动链短、体积小、功率大、重量轻、易控制等特点。  

 铰接式工业机器人中使用的减速器主要有两种类型:RV 减速器和谐波减速器。 与谐波减速机相比,RV减速机具有更高的刚性和旋转精度。 因此,在关节式工业机器人中,RV减速器一般放置在底座、手臂、肩部等重物上; 将谐波减速器置于前臂、手腕或手上; 行星减速机一般用在笛卡尔工业机器人上。  

 同时,RV减速机的疲劳强度、刚度和寿命远高于工业机器人常用的谐波驱动,回差精度稳定,不像 谐波驱动。 随着使用时间的增加,运动精度会显着降低。 因此,世界上许多高精度工业机器人都使用RV减速器。 因此,这种RV减速器在先进的工业机器人传动中逐渐取代了谐波减速器。 趋势。


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