工业机器人是一种配备有回忆设备和结尾履行设备的、能够完结各种移动或工艺来代替人类劳作的通用机器。一般在出产中能代替工人做某些单调、频频和重复的长期作业,或是风险、恶劣环境下的作业。它能够进步出产的功率和产品的质量,是企业弥补和代替劳作力的有用计划。
现在工业机器人开展特色是高速、准确、机身组织紧凑、多自由度和进步刚性,要点范畴还要求重载或呼应速度快。例如轿车整车出产的电焊机器人负载大部分在150-300Kg间,而电子范畴的安装机器人则需求快速的呼应流水线上的配件。
减速器在机械传动范畴是衔接动力源和履行组织之间的中心设备,一般它把电动机、内燃机等高速作业的动力经过输入轴上的小齿轮啮合输出轴上的大齿轮来到达减速的意图,并传递更大的转矩。现在老练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时代以来,在新兴产业如航空航天、机器人和医疗器械等开展的需求下,需求结构简略紧凑、传递功率大、噪声低、传动平稳的高功能精细减速器,其间RV减速器和谐波减速器是精细减速器中重要的两种减速器。
RV(Rot-Vector)减速器
RV减速器是在摆线针轮传动基础上开展起来的,具有二级减速和中心圆盘支承结构。自1986年投入商场以来,因其传动比大、传动功率高、运动精度高、回差小、低振荡、刚性大和高可靠性等长处是机器人的“御用”减速器。
谐波减速器
谐波减速器由三部分组成:谐波发生器、柔性论和刚轮,其作业原理是由谐波发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,并到达减速的意图;依照波发生器的不同有凸轮式、滚轮式和偏疼盘式。谐波减速器传动比大、外形概括小、零件数目少且传动功率高。单机传动比可到达50-4000,而传动功率高达92%-96%。
行星减速器
行星望文生义行星减速器便是有三个行星轮环绕一个太阳轮旋转的减速器。行星减速器体积小、重量轻,承载才能高,运用寿命长、作业平稳,噪声低。具有功率分流、多齿啮合独用的特性;是一种用处广泛的工业产品,其功能可与其它军等第行星减速器产品相媲美,却有着工业级产品的价格,被应用于广泛的工业场合。
精细减速器在工业机器人上的效果
工业机器人的动力源一般为沟通伺服电机,因为由脉冲信号驱动,其伺服电机自身就能够完结调速,为什么工业机器人还需求减速器呢?工业机器人一般履行重复的动作,以完结相同的工序;为保证工业机器人在出产中能够可靠地完结工序使命,并保证工艺质量,对工业机器人的定位精度和重复定位精度要求很高。因而,进步和保证工业机器人的精度就需求选用RV减速器或谐波减速器。精细减速器在工业机器人中的另一效果是传递更大的扭矩。当负载较大时,一味进步伺服电机的功率是很不合算的,能够在适合的速度范围内经过减速器来进步输出扭矩。此外,伺服电机在低频作业下简单发热和呈现低频振荡,关于长期和周期性作业的工业机器人这都不利于保证其准确、可靠地作业。
精细减速器的存在使伺服电机在一个适宜的速度下作业,并准确地将转速降到工业机器人各部位需求的速度,进步机械体刚性的一起输出更大的力矩。与通用减速器比较,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色。很多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。
比较于谐波减速器,RV减速器具有更高的刚度和反转精度。因而在关节型机器人中,一般将RV减速器放置在机座、大臂、肩部等重负载的方位;而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部;行星减速器一般用在直角坐标机器人上。
减速机的商场现状
现在应用于机器人范畴的减速机主要有两种,一种是RV减速器,另一种是谐波减速器。在关节型机器人中,因为RV减速器具有更高的刚度和反转精度,一般将RV减速器放置在机座、大臂、肩部等重负载的方位,而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部。关于高精度机器人减速器,日本具有肯定抢先优势,现在全球机器人职业75%的精细减速机被日本的Nabtesco和Harmonic Drive两家独占(业界俗称RV减速机和谐波减速机),包含ABB、FANUC、KUKA等世界干流机器人厂商的减速器均由上述两家公司供给。其间Harmonic Drive在工业机器人关节范畴具有15%的商场占有率。
据职业人士介绍,一台精细减速器四大世界巨子收购价为3万元~5万元,卖给国内联系好的客户约7万元,联系一般的一般客户约12万元,内资企业收购精细减速机的本钱比世界巨子贵一倍还多,可见其间的赢利不同有多大。
2013年全球工业关节类机器人减速器的出货量为73万台,同比增加6%。现在全球精细减速器商场基本上被日本的纳博特斯克和德国的Harmonica Drive所独占。据上海机电的布告,日本的纳博特斯克2012年销售收入约30亿、全球商场份额稳居60%。
值得一提的是,日本纳博特斯克公司从1980时代初提出RV型规划到1986年RV减速器研讨取得实质性打破,花了6-7年时刻;而国内率先出成果的南通振康和恒丰泰花费时刻也为6-8年;能够看出,技能是没有捷径可走的。换句话说,国内RV减速器现在的开展水平还停留在日本八十时代后期。
据职业界不具名人士泄漏,ABB、发那科、安川、库卡等世界干流机器人整机厂商均由以上两家日本公司供给减速机,而且与两家公司有着十分严苛的协作条件,即在运用这两家公司产品时不能再运用别家的产品,否则将免除协作联系。
南通振康上一年的年产量是200多台,产品已被多家机器人厂商试用,包含国外的ABB、KUKA、发那科以及国内的埃夫特、埃斯顿等企业等。其间,埃夫特现已经过试用后购买了几百台RV减速器产品。
中心零部件一向约束这我国机器人的快速开展,因而提前完结加速器的国产化至关重要。
谐波减速器由三部分组成:谐波发生器、柔性论和刚轮,其作业原理是由谐波发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,并到达减速的意图;依照波发生器的不同有凸轮式、滚轮式和偏疼盘式。谐波减速器传动比大、外形概括小、零件数目少且传动功率高。单机传动比可到达50-4000,而传动功率高达92%-96%。