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深度剖析工业机器人用精密减速器技术

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放大字体  缩小字体 发布日期:2018-07-04   浏览次数:508
核心提示:工业机械人是一种设备有记忆装配和末尾履行装配的、可以或许完成各类挪动或工艺来取代人类休息的通用机械。平日在临盆中能取代工人做某些单调、频仍和反复的长时光功课,或是风险、卑劣情况下的功课。它可以或许晋升

工业机械人是一种设备有记忆装配和末尾履行装配的、可以或许完成各类挪动或工艺来取代人类休息的通用机械。平日在临盆中能取代工人做某些单调、频仍和反复的长时光功课,或是风险、卑劣情况下的功课。它可以或许晋升临盆的效力和产物的质量,是企业弥补和替换休息力的有用计划。

今朝工业机械人成长特色是高速、准确、机身机构紧凑、多自在度和进步刚性,重点范畴还请求重载或呼应速度快。例如汽车整车临盆的电焊机械人负载年夜部门在150-300Kg间,而电子范畴的拆卸机械人则须要疾速的呼应流水线上的配件。

加速器在机械传动范畴是衔接动力源和履行机构之间的中央装配,平日它把电念头、内燃机等高速运转的动力经由过程输出轴上的小齿轮啮合输入轴上的年夜齿轮来到达加速的目标,并传递更年夜的转矩。今朝成熟并尺度化的加速器有:圆柱齿轮加速器、涡轮加速器、行星加速器、行星齿轮加速器、RV加速器、摆线针轮加速器协调波加速器。80-90年月以来,在新兴家当如航空航天、机械人和医疗器械等成长的需求下,须要构造简略紧凑、传递功率年夜、噪声低、传动安稳的高机能周详加速器,个中RV加速器协调波加速器是周详加速器中主要的两种加速器。

六轴工业机械人中周详加速器地位散布

__RV(Rot-Vector)加速器__

RV加速器是在摆线针轮传动基本上成长起来的,具有二级加速和中间圆盘支承构造。自1986年投入市场以来,因其传动比年夜、传动效力高、活动精度高、回差小、低振动、刚性年夜和高靠得住性等长处是机械人的“御用”加速器。

Nabotesco(帝人)RV系列加速器构造图

Nabotesco(帝人)RV系列加速器

__谐波加速器__

谐波加速器由三部门构成:谐波产生器、柔性论和刚轮,其任务道理是由谐波产生器使柔轮发生可控的弹性变形,靠柔轮与刚轮啮合来传递动力,并到达加速的目标;依照波产生器的分歧有凸轮式、滚轮式和偏幸盘式。谐波加速器传动比年夜、外形轮廓小、零件数量少且传动效力高。单机传动比可到达50-4000,而传动效力高达92%-96%。

HarmonicaDrive产物构造表示图

HarmonicaDriveCSF-LW系列产物

三种罕见的谐波加速器类型

谐波传动啮合表示图

通俗齿轮传动啮合表示图

__行星加速器__

行星望文生义行星加速器就是有三个行星轮环绕一个太阳轮扭转的加速器。行星加速器体积小、分量轻,承载才能高,应用寿命长、运转安稳,噪声低。具有功率分流、多齿啮合独用的特征;是一种用处普遍的工业产物,其机能可与其它军等级行星加速器产物相媲美,却有着工业级产物的价钱,被运用于普遍的工业场所。

__周详加速器在工业机械人上的感化__

工业机械人的动力源普通为交换伺服机电,由于由脉冲旌旗灯号驱动,其伺服机电自己便可以完成调速,为何工业机械人还须要加速器呢?工业机械人平日履行反复的举措,以完成雷同的工序;为包管工业机械人在临盆中可以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请求很高。是以,进步和确保工业机械人的精度就须要采取RV加速器或谐波加速器。周详加速器在工业机械人中的另外一感化是传递更年夜的扭矩。当负载较年夜时,一味进步伺服机电的功率是很不划算的,可以在合适的速度规模内经由过程加速器来进步输入扭矩。另外,伺服机电在低频运转下轻易发烧和涌现低频振动,关于长时光和周期性任务的工业机械人这都晦气于确保其准确、靠得住地运转。

周详加速器的存在使伺服机电在一个适合的速度下运转,并准确地将转速降到工业机械人各部位须要的速度,进步机械体刚性的同时输入更年夜的力矩。与通用加速器比拟,机械人关节略速器请求具有传动链短、体积小、功率年夜、质量轻和易于掌握等特色。年夜量运用在关节型机械人上的加速器重要有两类:RV加速器协调波加速器。

比拟于谐波加速器,RV加速用具有更高的刚度和反转展转精度。是以在关节型机械人中,普通将RV加速器放置在机座、年夜臂、肩部等重负载的地位;而将谐波加速器放置在小臂、腕部或手部;行星加速器普通用在直角坐标机械人上。

__加速机的市场近况__

今朝运用于机械人范畴的加速机重要有两种,一种是RV加速器,另外一种是谐波加速器。在关节型机械人中,因为RV加速用具有更高的刚度和反转展转精度,普通将RV加速器放置在机座、年夜臂、肩部等重负载的地位,而将谐波加速器放置在小臂、腕部或手部。关于高精度机械人加速器,日本具有相对抢先优势,今朝全球机械人行业75%的周详加速机被日本的Nabtesco和HarmonicDrive两家垄断(业界俗称RV加速机协调波加速机),包含abb、fanuc、kuka等国际主流机械人厂商的加速器均由上述两家公司供给。个中HarmonicDrive在工业机械人关节范畴具有15%的市场占领率。

据行业人士引见,一台周详加速器四年夜国际巨子推销价为3万元~5万元,卖给国际关系好的客户约7万元,关系普通的通俗客户约12万元,内资企业推销周详加速机的本钱比国际巨子贵一倍还多,可见其间的利润差异有多年夜。

2013年全球工业关节类机械人加速器的出货量为73万台,同比增加6%。今朝全球周详加速器市场根本上被日本的纳博特斯克和德国的Harmonicadrive所垄断。据上海电机的通知布告,日本的纳博特斯克2012年发卖支出约30亿、全球市场份额稳居60%。

值得一提的是,日本纳博特斯克公司从1980年月初提出RV型设计到1986年RV加速器研讨取得本质性冲破,花了6-7年时光;而国际率先出成果的南通振康和恒丰泰消费时光也为6-8年;可以看出,技巧是没有捷径可走的。换句话说,国际RV加速器如今的成长程度还逗留在日本八十年月前期。

据行业内不签字人士泄漏,ABB、发那科、安川、库卡等国际主流机械人零件厂商均由以上两家日本公司供给加速机,而且与两家公司有着异常刻薄的协作前提,即在应用这两家公司产物时不克不及再应用别家的产物,不然将消除协作关系。

南通振康客岁的年产量是200多台,产物已被多家机械人厂商试用,包含国外的ABB、KUKA、发那科和国际的埃夫特、埃斯顿等企业等。个中,埃夫特曾经经由过程试用后购置了几百台RV加速器产物。

焦点零部件一向限制这中国机械人的疾速成长,是以早日完成加快器的国产化相当主要。

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