精密减速器作为工业机器人的核心部件,与通用减速器相比,机器人减速器具有传动链短、体积小、功率大、质量轻、控制方便等特点。
关节机器人上广泛使用的减速器主要有RV减速器和谐波减速器两种。
RV减速器:
用于大扭矩机器人的腿、腰、肘三个关节。对于负载较大的工业机器人,RV用于一、二、三轴。与谐波减速器相比,RV减速器的关键在于加工工艺和装配工艺。RV减速器具有更高的疲劳强度。与谐波传动不同,随着使用时间的增加,刚度和使用寿命将显著降低运动精度。缺点是重量重,形状大。
▲RV-E型减速器▲。
谐波减速器:谐波减速器:
谐波减速器是一种谐波传动装置,用于小型工业机器人或大型机器人末端的几个轴。谐波传动装置包括谐波加速器和谐波减速器。谐波减速器主要包括:刚轮。柔轮。轴承和波发生器是必不可少的。其中,刚轮的齿数略大于柔轮的齿数。小型机器人的谐波减速器体积小,重量轻。承载能力大。运动精度高,单级传动比大。
▲谐波减速器▲。
两者都是齿差较小的啮合。不同之处在于谐波中的一个关键齿轮是柔性的。它需要反复的高速变形,因此它相对脆弱,承载能力和寿命有限。RV通常使用摆线针轮。谐波过去使用渐开线齿形。现在一些制造商使用双弧齿形,这比渐开线先进得多。
减速器的两大成员是Nabtesco和Hamonicadrive,它们几乎垄断了世界各地的机器人减速器。这两种减速器都是微米级的加工精度,很难在量产阶段高度可靠,更不用说几千转的高速运行了,寿命也很高。
谐波减速器由四个基本部件组成:柔轮.波发生器.刚轮.轴承。
柔性轮的外径略小于刚性轮的内径,通常比刚性轮小两个齿。波发生器的椭圆形状决定了柔性轮与刚性轮之间的齿接触点分布在椭圆中心的两个对立面。在波发生器旋转过程中,柔性轮与刚性轮齿的接触部分开始啮合。波发生器每正时针旋转180°,相当于刚性轮逆时针旋转的齿数差。在180°对称的两个地方,所有齿数的30%以上同时啮合,这也导致了其高扭矩传输。
与谐波减速器相比,RV传动是一种新兴的传动。它是在传统针摆行星传动的基础上发展起来的。它不仅克服了一般针摆传动的缺点,而且具有体积小、重量轻、传动范围大、使用寿命长、精度稳定、效率高、传动稳定等一系列优点。
RV减速器由摆线针轮和行星支架组成,具有体积小、抗冲击性强、扭矩大、定位精度高、振动小、减速比大等优点。
RV减速器的壳体和摆线针轮由实体钢驱动,承载能力强。谐波减速器的柔性轮可以不断变形以传递扭矩,这决定了谐波减速器承受大扭矩和冲击载荷的能力有限,因此通常用于前端。
2.优劣势
谐波减速器结构简单紧凑,适用于小型化.低.中载应用。
RV减速器刚性好。抗冲击性强。传动稳定。精度高,适用于中重载应用,但RV减速器需要传递大扭矩,承受大过载冲击,保证预期工作寿命,因此设计采用相对复杂的过定位结构,制造工艺和成本控制难度较大。RV减速器内部没有弹性变形的受力元件,因此可以承受一定的扭矩。RV减速器的轴承是其薄弱环节,容易突破轴承受力极限,导致轴承异常磨损或破裂。这个问题在高速运行中更为**,因此RV减速器的额定扭矩随输入速度而显著下降。
3.减速器之间是否存在替代关系。
正方观点:
RV减速器的疲劳强度远**机器人中常用的谐波传动。刚度和寿命,回差精度稳定,不像谐波传动,随着使用时间的增加,运动精度会显著降低。因此,RV减速器在许多国家的高精度机器人传动中被广泛使用。因此,RV减速器在先进的机器人传动中逐渐取代了谐波减速器。
这些产品在某些型号上确实存在替代关系,但这些减速器只能部分替代。在大多数情况下,很难更换各种减速器。例如,在速比方面,谐波和RV的速比远远大于行星,因此小速比领域是行星的世界。当然,行星的速比可以更大,但很难更换谐波和RV。另一个例子是刚性。行星和RV的刚性优于谐波。在反映刚性的使用条件下,谐波很难表现良好。
谐波减速器的特点是轻和小,但行星和RV在这方面很难做到。因此,在某些情况下,各种减速器只能更换,但如果一种产品全面更换另一种产品是不现实的。
反方观点:
各种减速器不能相互替代,而是一种互补的关系。
RV和谐波是互补的,但不排除结构设计优化和制造工艺突破后在中低负荷应用领域形成局部竞争。
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