工業機器人之常西瑪用精密減速器盤點

時間：2019-09-07 19:05

　　工業機器人的特點是高速、精確、機身機構緊湊、多自由度和提高剛性，重點領域還要求重載或響應速度快。例如汽車整車生產的電焊機器人負載大部分在150-300Kg間，而電子領域的裝配機器人則需要快速的響應流水線上的配件。

　　工業機器人一般是指通過仿人類手臂，手關節由電機、減速機和機器人本體、機器人控制系統組成的，是一種裝備有記憶裝置和末端執行裝置的、能夠完成各種移動或工藝來代替人類勞動的通用機器。用于從事工業生產的機器人。通常在生產中能代替工人做某些單調、頻繁和重復的長時間作業，或是危險、惡劣環境下的作業。它能夠提升生產的效率和產品的質量，是企業補充和替代勞動力的有效方案。

　　減速器在機械傳動領域是連接動力源和執行機構之間的中間裝置，通常它把電動機、內燃機等高速運轉的動力通過輸入軸上的小齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的，并傳遞更大的轉矩。目前成熟并標準化的減速器有：圓柱齒輪減速器、渦輪減速器、行星減速器、行星齒輪減速器、RV減速器、擺線針輪減速器和諧波減速器。在新興產業如航空航天、機器人和醫療器械等發展的需求下，需要結構簡單緊湊、傳遞功率大、噪聲低、傳動平穩的高性能精密減速器，其中RV減速器和諧波減速器是精密減速器中重要的兩種減速器。

　　RV減速器

　　RV減速器是在擺線針輪傳動基礎上發展起來的，具有二級減速和中心圓盤支承結構。自1986年投入市場以來，因其傳動比大、傳動效率高、運動精度高、回差小、低振動、剛性大和高可靠性等優點是機器人的;御用減速器。

　　諧波減速器

　　諧波減速器由三部分組成：諧波發生器、柔性論和剛輪，其工作原理是由諧波發生器使柔輪產生可控的彈性變形，靠柔輪與剛輪嚙合來傳遞動力，并達到減速的目的;按照波發生器的不同有凸輪式、滾輪式和偏心盤式。諧波減速器傳動比大、外形輪廓小、零件數目少且傳動效率高。單機傳動比可達到50-4000，而傳動效率高達92%-96%。

　　行星減速器

　　行星顧名思義行星減速器就是有三個行星輪圍繞一個太陽輪旋轉的減速器。行星減速器體積小、重量輕，承載能力高，使用壽命長、運轉平穩，噪聲低。具有功率分流、多齒嚙合獨用的特性;是一種用途廣泛的工業產品，其性能可與其它軍品級行星減速器產品相媲美，卻有著工業級產品的價格，被應用于廣泛的工業場合。

　　精密減速器的作用

　　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。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。

　　減速機的市場

　　工業機器人常用的減速機主要有兩種，一種是RV減速器，另一種是諧波減速器。在關節型機器人中，由于RV減速器具有更高的剛度和回轉精度，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。對于高精度機器人減速器，日本具備絕對領先優勢，目前全球機器人行業75%的精密減速機被日本的Nabtesco和HarmonicDrive兩家壟斷，包括FANUC、ABB、KUKA等國際主流機器人廠商的減速器均由上述兩家公司提供。

　　核心零部件一直限制這中國機器人的快速發展，因此早日實現加速器的國產化至關重要。一臺精密減速器四大國際巨頭采購價為3萬元~5萬元，賣給國內關系好的客戶約7萬元，關系一般的普通客戶約12萬元，內資企業采購精密減速機的成本比國際巨頭貴一倍還多，可見其間的利潤差別有多大。