當我們在無限憧憬機器人時代的時候,你可曾知道,機器人最關鍵的機械結構之一RV減速機,到今天,中國仍然不具備設計和制造能力。“十二五”時期,國家“863”計劃將其列入重點攻克的技術瓶頸。國內頂尖大學和科研機構幾年攻關也只有論文,沒有實物。

  機器人所有核心零部件中,減速機最為關鍵。

  工業機器人成本結構大致如下:本體22%、伺服系統25%、減速器38%、控制系統10%以及其他5%。簡單拆分國內6軸工業機器人成本(總成本25萬元),可以看出減速器和伺服電機兩項成本接近13萬元,主要以進口為主。

  今天小編就綜合各方資料,為大家講述下RV減速機。

一、RV減速機的機械原理

  德國人勞倫茲·勃朗于1926年創造性地提出了一種少齒差行星傳動機構,它是用外擺線作為齒廓曲線的,這就是最早期的針擺行星傳動,由于兩個嚙合齒輪其中之一采用了針輪的形式,這種傳動也被稱做擺線針輪行星齒輪傳動。

  RV傳動一種全新的傳動方式,它是在傳統針擺行星傳動的基礎上發展出來的,不僅克服了一般針擺傳動的缺點,而且因為具有體積小、重量輕、傳動比范圍大、壽命長、精度保持穩定、效率高、傳動平穩等一系列優點。

  以RV-E型減速機為例


 

  第1減速部…正齒輪減速機構

  輸入軸的旋轉從輸入齒輪傳遞到直齒輪,按齒數比進行減速。這是第一減速部。

  第2減速部…差動齒輪減速機構

  直齒輪與曲柄軸相連接,變為第二減速部的輸入。在曲柄軸的偏心部分,通過滾動軸承安裝RV齒輪。另外,在外殼內側僅比RV齒輪數多一個的針齒,以同等的齒距排列。

  如果固定外殼轉動直齒輪,則RV齒輪由于曲柄軸的偏心運動也進行偏心運動。此時如果曲柄軸轉動一周,則RV齒輪就會沿與曲柄軸相反的方向轉動一個齒。這個轉動被輸出到第2減速部的軸。將軸固定時,外殼側成為輸出側。

二、RV減速機對機器人的重要性

  機器人第一關節到第四關節全部使用RV減速機,輕載機器人第五關節和第六關節有可能使用諧波減速機。重載機器人所有關節都需要使用RV減速機。平均而言,每臺機器人使用4.5臺RV減速器。2013年世界機器人銷量18萬臺,需使用減速機90萬臺。

  工業機器人的動力源一般為交流伺服電機,因為由脈沖信號驅動,其伺服電機本身就可以實現調速,為什么工業機器人還需要減速器呢?工業機器人通常執行重復的動作,以完成相同的工序;為保證工業機器人在生產中能夠可靠地完成工序任務,并確保工藝質量,對工業機器人的定位精度和重復定位精度要求很高。因此,提高和確保工業機器人的精度就需要采用RV減速器或諧波減速器。精密減速器在工業機器人中的另一作用是傳遞更大的扭矩。當負載較大時,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通過減速器來提高輸出扭矩。此外,伺服電機在低頻運轉下容易發熱和出現低頻振動,對于長時間和周期性工作的工業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,并精確地將轉速降到工業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,機器人關節減速器要求具有傳動鏈短、體積小、功率大、質量輕和易于控制等特點。

  大量應用在關節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精度。因此在關節型機器人中,一般將RV減速器放置在機座、大臂、肩部等重負載的位置;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機器人上。

  同時,RV減速機較機器人中常用的諧波傳動具有高得多的疲勞強度、剛度和壽命,而且回差精度穩定,不像諧波傳動那樣隨著使用時間增長運動精度就會顯著降低,故世界上許多國家高精度機器人傳動多采用RV減速器,因此,該種RV減速器在先進機器人傳動中有逐漸取代諧波減速器的發展趨勢。

三、RV減速機發展編年史

  1、1926年 德國人勞倫茲·勃朗于創造性地提出RV減速機原理
2、1931年 勞倫茲·勃朗在德國慕尼黑創建了“賽古樂”股份有限公司,最先開始了擺線減速器的制造和銷售
3、1939年,日本住友公司和“賽古樂”公司簽定了技術合作協議,并生產銷售;
4、1944年,日本帝人精機成立,這個未來的RV減速機霸主,在飛機制造、紡織機械、機床等多個行業碩果累累;
5、1950年-1960年,擺線磨床的出現,解決了擺線齒形的精度不高的難題,使擺線傳動得到了進一步的發展。
6、1956年,日本納博克公司發售全球第一個自動門,在市場上展露頭角。
7、1980年左右,日本帝人精機提出RV傳動理論,著手應用于機器人行業。
8、1986年,日本帝人精機RV減速機正式大規模生產,取得成功;
9、2003年,帝人精機和納博克合并組成Nabtesco(納博特斯克)公司,并取得快速發展,現在已成為RV減速機行業的領頭羊,占據了60%以上的市場,特別在中/重負荷機器人上,其RV減速機市場占有率高達90%。

四、中國RV減速機行業發展現狀

  在RV減速機方面,我國從二十世紀五十年代起開始研究行星齒輪傳動裝置,六十年代從國外引進,盡管在理論和仿制方面取得了一些成果,但與日本的同類最新產品相比,我們研制的擺線針輪減速器從整體性能、使用壽命、傳動精度、承載能力到新產品的進一步開發升級都存在著相當多的不足之處。

  一臺精密減速器ABB、Kuka、安川等國際巨頭采購價為3萬元~5萬元,賣給我國企業約7萬元,普通企業約12萬元,我國企業采購精密減速機的成本比國際巨頭貴一倍還多。

  據高工機器人產業研究所(GRII)數據統計,國內有353家機器人企業,其中研究減速器的只占到13家,研究RV減速器的只有5家。

  2010年,南通振康焊接機電有限公司研制開發的可用于高端工業應用領域(機器人)傳動核心部件RV減速裝置以及系列交流伺服電機,投入批量生產,更獲得市場廣泛認可。2013年產量200多臺。

  2014年7月20日,武漢市精華減速機制造有限公司總經理余運清透露,自主研發的一種精密減速機剛獲得檢驗通過,有望替代進口,降低工業機器人國產化成本。

  2014年7月,秦川發展發布公告稱,計劃投資1.94億元進行9萬套(一期)工業機器人關節減速器技術改造項目建設。此舉將國產機器人RV減速器的研發制造推進了人們的視野。

  在上市公司中還有巨輪股份跟新松機器人都在進行RV減速器的研究,但目前尚未取得實質性的結果。

  在經濟轉型升級和我國人口老齡化進程日益加快的情況下,機器人產業的發展迎來一個需求快速發展的階段。2013年中國市場共銷售工業機器人近3.7萬臺,約占全球銷量的1/5,總銷量超過了日本,位居全球第一。預計中國有望在2016年成為全球最大的機器人市場,保有量將超過15萬臺。Nabtesco都計劃投資近50億日元在中國新建工廠,自2016年起投產制造工業機器人用的核心零部件-RV減速機,計劃每年產量10萬臺,2020年達20萬臺。

  這么大的市場需求,目前看與中國企業幾乎無緣,我們期待著中國企業能夠早日突破技術瓶頸,贏得市場。

更多信息請關注微信公眾號: “OK智能制造” 請掃描下方二維碼并加關注!

最近更新

大乐透2008年开奖 排列5开奖直播现场 中超排行榜 云南未来麻将下载安装 安徽11选5基本走势走势图 云南时时彩 如何看懂股票的k线 德国赛车pk拾哪里出的 老鹰vs步行者预测老鹰 上海遥控麻将机 四川快乐十二遗漏数据 36选7最新开奖结 海南4 1走势图 特肖计算公式规律 平码四中四准确资料 体彩20选5奖金 极速11选5官网