这种传动方式克服了原先针摆传动的缺点,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,因而成为了工业机器人的重要核心部件。
减速机对工业机器人的重要意义
每个对机器人有一定了解的人都知道,工业机器人的动力源一般为交流伺服电机,因为是由脉冲信号驱动的,其伺服电机本身就可以实现调速,为什么工业机器人还需要使用减速器呢?
这是因为工业机器人在工作中,通常都需要反复执行相同的动作,以完成相同的工序。但伺服电机在低频运转下容易出现发热和低频振动,不利于在长时间内保持精确和可靠的运行。为了保证工业机器人的每一次动作都完成得可靠、到位,确保工艺质量,必须对工业机器人的定位精度和重复定位精度提出很高的要求。而减速机恰恰是提供这种精度必不可少的设备。
除此之外,还有另外一个重要的原因,那就是精密减速器能够提高工业机器人的扭矩。因为减速机可以降低伺服电机的速度,使其在一个合适的速度下运转,由于转速与扭矩之间通常为反比关系,所以扭矩自然就得到提高。在执行负载较大的动作时,可以在适宜的速度范围内通过减速机输出更大的扭矩,比单纯的提高伺服电机功率更加划算。与通用减速器相比,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点。
应用于关节型机器人的减速器分类
应用在关节型机器人上的减速器主要分为两大类:RV减速器和谐波减速器,二者相比较,RV减速器往往具有更高的刚度和回转精度,并且使用寿命也要大大高于谐波减速器。因此关节型机器人中,对于负载和回转精度要求较高的机座、大臂、肩部等部位,通常使用的是RV减速器;而在小臂、腕部或手部等要求相对不是很高的部位,则使用谐波减速器。
统计数据表明,工业机器人第一关节到第四关节全部使用的是RV减速机,轻载机器人第五关节和第六关节有可能使用谐波减速机。而重载机器人所有关节都必须使用RV减速机,以保证刚度和负重能力。如果计算平均数的话,每台机器人平均要使用4.5到5台RV减速器。
RV减速器在我国的发展状况
RV减速器在六十年代从国外引进我国依赖,尽管在理论研究和仿造生产等方面取得了一些成果,但是与国外先进产品相比,无论是在整体性能、使用寿命、传动精度、承载能力还是新产品的进一步开发升级,都存在着一定差距。
据高工机器人产业研究所数据统计,国内350余家机器人企业中,仅有13家正在研究减速器,而研究RV减速器的仅有5家。面对巨大的市场需求,我们的企业还是应该加大研发力度,力争早日突破技术瓶颈,赢得市场。