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自从20世纪60年代初人类创造了 台工业机器人以后,机器人技术得到了迅速的发展,在众多制造业领域中,工业机器人应用 广泛的领域是汽车及汽车零部件制造业,并且正在不断地向其他领域拓展,如机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等领域中。在工业生产中,移动机器人、点焊机器人、弧焊器人、激光加工机器人、真空机器人及洁净机器人等工业机器人都已被大量采用。
德国人LorenzBaraen于1926年提出摆线针轮行星齿轮传动原理,日本帝人株式会社(TEIJINSEIKICo.,Ltd)于20世纪80年代率先开发了RV减速机。RV减速机由一个行星齿轮减速机的前级和一个摆线针轮减速机的后级组成。相比于谐波齿轮减速机,RV减速机具有更好的回转精度和精度保持性。
减速机
陈仕贤发明了活齿传动技术。第四代活齿传动全滚动活齿传动(oscillatory roller transmission,ORT)已成功地应用到多种工业产品中。在ORT基础上提出的复式滚动活齿传动(compound oscillatory roller transmission,CORT)不但具有RV传动类似的优点,而且克服了RV传动曲轴轴承受力大、寿命低的缺点,进一步提高了使用寿命和承载能力;CORT的结构使其在同样的精度指标下回差更小,运动精度和刚度更高,缓解了RV传动要求制造精度高的缺陷,可相对降低加工要求,减少制造成本。CORT是我国自主开发的,拥有自主知识产权。鞍山耐磨合金研究所和浙江恒丰泰减速机制造有限公司均开发成功了机器人用CORT减速机。
ORT减速机 CORT减速机
目前在高精度机器人减速机方面,市场份额的75均两家日本减速机公司垄断,分别为提供RV摆线针轮减速机的日本Nabtesco和提供高性能谐波减速机的日本Harmonic Drive。包括 ABB, FANUC, KUKA,MOTOMAN在内国际主流机器人厂商的减速机均由以上两家公司提供,与国内机器人公司选择的通用机型有所不同的是,国际主流机器人厂商均与上述两家公司签订了战略合作关系,提供的产品大部分为在通用机型基础上根据各厂商的特殊要求进行改进后的专用型号。国内在高精度摆线针轮减速机方面研究起步较晚,仅在部分院校,研究所有过相关研究。目前尚无成熟产品应用于工业机器人。近年来国内部分厂商和院校开始致力高精度摆线针轮减速机的国产化和产业化研究,如浙江恒丰泰,重庆大学机械传动国家重点实验室,天津减速机厂,秦川机床厂,大连铁道学院等。在谐波减速机方面,国内已有可替代产品,如北京中技克美,北京谐波传动所,但是相应产品在输入转速,扭转高度,传动精度和效率方面与日本产品还存在不小的差距,在工业机器人上的成熟应用还刚刚起步。
国内外工业机器人主流高精度谐波减速机性能比较如下表所示。
表1 主流高精度谐波减速机性能比较
注:上表比较数据来自相近型号:
HD :CSF-17-100
中技克美:XB1-40-100
传动效率测试工况:输入转速1000r/min,温度40°
扭转刚度测试条件:20额定扭矩内
国内外工业机器人主流高精度摆线针轮减速机性能比较如下表所示。
表2 主流高精度RV摆线针轮减速机性能比较
注:上表比较数据来自相近型号:
RV:100C
CYCLO:F2CF-C35
传动效率测试工况:输出转速15r/min,额定扭矩
机器人减速机摆线轮加工 东莞台进精密模具提供 摆线轮 针齿壳 行星轮加工
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