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工业机器人常见减速机类型有哪些现状是什么我国为何发展缓慢

减速机是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件,常用作原动件与工作机之间的减速传动装置 。在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用,在现代机械中应用极为广泛。

减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备,把电动机、内燃机或高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的,普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果,大小齿轮的齿数之比,就是传动比。

工业机器人中,减速机三大重要构件之一,成本可占到机器人总成本的三分之一。由于工业机器人对减速机的要求很高,在选择精密减速机是要从扭转刚度、启动转矩、传动精度、传动误差、传动效率等方面来选择,目前能满足工业机器人减速机要求的只有精密谐波减速机、精密行星减速机、精密RV减速机三种。

RV减速机

RV减速机是在摆线针轮传动基础上发展起来的,具有二级减速和中心圆盘支承结构。自1986年投入市场以来,因其传动比大、传动效率高、运动精度高、回差小、低振动、刚性大和高可靠性等优点是机器人的“御用”减速机。

谐波减速机

谐波减速机由三部分组成:谐波发生器、柔性论和刚轮,其工作原理是由谐波发生器使柔轮产生可控的弹性变形,靠柔轮与刚轮啮合来传递动力,并达到减速的目的;按照波发生器的不同有凸轮式、滚轮式和偏心盘式。

行星减速机

行星顾名思义行星减速机就是有三个行星轮围绕一个太阳轮旋转的减速机。行星减速机体积小、重量轻,承载能力高,使用寿命长、运转平稳,噪声低。具有功率分流、多齿啮合独用的特性;是一种用途广泛的工业产品,其性能可与军品级行星减速机产品相媲美,却有着工业级产品的价格,被应用于广泛的工业场合。

中国减速机发展情况

2017年我国冒出了上百家减速器企业,但是如今已经进入优胜劣汰。

行星减速器使用不普及,可以忽略,主要是RV减速器和谐波减速器。

RV减速器方面,RV减速器最大的提供商是帝人(就是纳博特斯克),帝人占据RV减速器的7成全球市场,并且在重型传动机械上面,其几乎已经达到垄断。所以我们可以说,这是一家日本精工方面的冠军企业。而在RV减速器上面,基本上国内的减速器主力企业没有能够挑战帝人的企业。南通振康在技术上做得比较严谨,业界口碑不错,只是2002年成立的公司如今深耕时间尚短,如今出货2万台左右。而秦川机床如今减速器行业已经有了一定的业务占比,属于科研院所持续输出成果。另外我们注意到上海机电和日本帝人(就是纳博特斯克)的合作也逐渐在国内量产化RV减速器。

谐波减速器方面,做大的是哈默纳科(HD谐波减速器),这是家日本企业,也算是这种谐波器的早期发明者,阿波罗登月的时候就已经用上了。但是国内市场如今苏州绿的谐波异军突起,国内占比在一半左右。所以这方面国产有优势。但绿的国际上上销量占比不高,大约是其总营收的10%左右的业务量,而日本另一家企业新宝则占据了全球第二的位置。

RV减速器和谐波减速器的区别

RV减速机一般情况下用于负载大的工业机器人,谐波减速机主要用于负载小的工业机器人。纳博特斯克、村田是RV减速机的代表,谐波减速机基本上被日本哈默纳科谐波减速机垄断。

谐波减速器是谐波传动装置的一种,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、柔轮和波发生器三者,三者缺一不可。

其中,刚轮的齿数略大于柔轮的齿数。波发生器的长度比未变形的柔轮内圆直径大:当波发生器装入柔轮内圆时,迫使柔轮产生弹性变形而呈椭圆状,使其长轴处柔轮轮齿插入刚轮的轮齿槽内,成为完全啮合状态;而其短轴处两轮轮齿完全不接触,处于脱开状态。

由啮合到脱开的过程之间则处于啮出或啮入状态。当波发生器连续转动时:迫使柔轮不断产生变形,使两轮轮齿在进行啮入、啮合、啮出、脱开的过程中不断改变各自的工作状态,产生了所谓的错齿运动,从而实现了主动波发生器与柔轮的运动传递。

RV传动是新兴起的一种传动,它是在传统针摆行星传动的基础上发展出来的,不仅克服了一般针摆传动的缺点,而且因为具有体积小、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。

RV减速器是由摆线针轮和行星支架组成以其体积小,抗冲击力强、扭矩大、定位精度高、振动小、减速比大等诸多优点被广泛应用于工业机器人、机床、医疗检测设备、卫星接收系统等领域。它较机器人中常用的谐波传动具有高得多的疲劳强度、刚度和寿命,而且回差精度稳定,不像谐波传动那样随着使用时间增长运动精度就会显著降低,故世界上许多国家高精度机器人传动多采用RV减速器,因此,该种RV减速器在先进机器人传动中有逐渐取代谐波减速器的发展趋势。

中国减速机发展缓慢原因

原因一:工业机器人是一台整合机械,但国内大多数减速器提供商是单一部件,缺乏综合性工业机器人企业。这样,即使你的减速器是好的,别的部件出问题也会背锅。

原因二:国内工业机器人工作强度和工作环境甚至工作温度对于工业机器人的精度有影响。国内普遍误解工业机器人是打不死的小强,但实际上,他们也是需要检修停机。

原因三:本身国内减速器的产品质量参差不齐,造成了对国产减速器的一些刻板印象。有时候,一颗老鼠屎坏一锅粥。

原因四:工艺积累不够,技术人员流动性比较大。这些精工类属于实践和时间积累的领域,我们看到了一些企业正在沉下来做研发,但相对于日本那些企业,他们太过年轻。