工业机器人的关节(精密减速机)到底是什么结构呢?

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现今⼯业机器⼈的先进程度让⼈叹为观⽌,尤其是那些灵动的5轴6轴机器⼈,具有如此多的关节,还能够做到运动和指令的精确传输,各部位紧密配合完成复杂的⼯作,让⼈不禁好奇它们的传动系统到底是怎样的,关节到底是什么结构的呢?
⽐如这个
⽇本安川机器⼈挥⼑削豌⾖
说起关节,主要是指⼯业机器⼈最重要的基础部件,也是运动的核⼼部件:精密减速机。这是⼀种精密的动⼒传达机构,其利⽤齿轮的速度转换器,将电机的回转数减速到所要的回转数,并得到较⼤转矩的装置,从⽽降低转速,增加转矩。
poser中国
你造么,全球⼯业机器⼈的关节⽤到的精密减速机⼏乎都是⽇本造的:⽇本⼈说跪,全球机器⼈没⼏个能站着。。。
⽬前全球能够提供规模化且性能可靠的精密减速器⽣产企业不算多,全球绝⼤多数市场份额都被⽇本企业占据,在⼯业⽤机器⼈关节上的精密减速器上,纳Nabtesco(纳博特斯克)产品的全球市场占有率达60%,特别在中/重负荷机器⼈上,其RV减速器市场占有率⾼达90%。Harmonica(哈默纳科)的谐波减速器约占15%,还有住友重⼯(SUMITOMO,未查到⽐例)。
下⾯我们就来看看这⼏家知名机器⼈减速器企业
1. Nabtesco纳博特斯克
鬼窝Nabtesco(纳博特斯克)是2003年9⽉成⽴的,看似⼀个00后公司。实际上它是由帝⼈精机(Teijin Seiki,1944年成⽴)和
Nabtesco(纳博特斯克)是2003年9⽉成⽴的,看似⼀个00后公司。实际上它是由帝⼈精机(Teijin Seiki,1944年成⽴)和纳博克(Nabco,1956年⽣产了⽇本第⼀个⾃动门)这两家⽇本公司强强合并组成。作为运动控制系统和零部件的⽣产商,这两家公司都在其特定的业务领域,掌握了⾼端核⼼技术,控制了很⾼的市场份额,所以Nabtesco甫⼀成⽴,就位居同⾏业在⽇本乃⾄全世界的⾸位,世界上⼤多数机器⼈制造商均从Nabtesco的专利RV减速机获益并带来成功。
作为世界上最⼤的精密摆线针轮减速机制造商,Nabtesco⽣产⾼性能减速机、中空轴减速机,以及单轴伺服执⾏器和控制器。其⽣产的精密设备具有⾼扭矩、⾼刚性和⾼耐过载冲击荷载能⼒的同时,兼有⾼精密和⾮常低的回程间隙,被⼴泛应⽤于卫星、雷达天线、⼯业机器⼈、半导体和焊接技术等⼯业⾃动化领域。
Nabtesco有⼏个⼩视频能很直观形象地其产品展⽰在各种⼯业机器⼈上的应⽤。其中⼀个6轴机器⼈的跟⼤家分享。
6轴机器⼈的关节
1944年帝⼈精机成⽴伊始,在飞机制造业开展业务,1947年进军纺织机械制造领域,1955年开始制造飞⾏器零部
件,1959年扩展⾄机床制造业。Nabtesco的RV减速器,前⾝正是帝⼈精机的主流产品,70年代开始作为挖掘设备驱动马达的核⼼部件使⽤。80年代早期,应世界主要机器⼈制造商要求,帝⼈精机改进了RV减速器,使之更加精准可靠,符合机器⼈制造⾏业的严格要求。取得了精密摆线针轮RV减速机专利后,于1986年开始批量⽣产,从此开始为现代⼯业机器⼈的关节应⽤进⾏配套。
拆解开观看内部结构
线路能很⽅便得从减速机中空的部分穿过。这样的设计不仅转矩更⼤,压缩⽐更⾼,接近零侧隙,⽽且还加载了⼀组更⼤的提供更⼤动量,并免去外部⽀撑设备的内⾓⽀撑轴。这样⼀来,就进⼀步节省
了成本,简化了最终⽤户的设计⼯作。
Nabtesco:Hollow center Gear
2. Harmonica哈默纳科
⽇本Harmonic Drive Systems Inc.(简称HDSI)是整体运动控制的领军企业,其⽣产的Harmonic Drive组合型谐波减速机,具有轻量⼩型、⽆齿轮间隙、⾼转矩容量等特点,被⼴泛应⽤于⼯业机器⼈、仿⼈机器⼈、半导体液晶⽣产装置、光伏设备、光学仪器、精密机床等各种尖端领域。⽉球车的电驱动车轮⾥的波动齿轮就是⽤哈默纳科的产品哦~~
为了涵盖谐波减速机所不能做到的低减速⽐领域,HDSI产品还涉及到精密⾏星齿轮箱型谐波减速机Harmonic Planetary。独特的内齿圈形变⼯艺,可以使得⾏星齿轮与其啮合的更紧、消除背隙,已达到精密级的传动误差。
甲基硅酸钠谐波传动减速器(harmonic gear drive)是⼀种靠波发⽣器使柔性齿轮产⽣可控弹性变形,并与刚性齿轮相啮合,从头传递运动和动⼒的齿轮传动系统。谐波传动减速器是由美国⼈Clarence Walton Musser(1909~ 1998-06-08)在1957年获得发明专利(美国专利号2906143),除此之外,这位曾在美国国防部⼯作15年的长寿发明家⼀⽣有250项重⼤发明,例如军⽤⽆后座⼒步,飞机,⽔下爆炸试验仪器等等。
听上去象⼤⼀个⾏业品类,其实harmonic drive是Harmonic Drive Systems Inc.的商标。1960年美国USM公司⾸次将谐
听上去象⼤⼀个⾏业品类,其实harmonic drive是Harmonic Drive Systems Inc.的商标。1960年美国USM公司⾸次将谐波传动减速器成功投⼊运⽤,后来长⾕川齿轮株式会社(Hasegawa Gear Works, Ltd.)获得了USM的⽣产许可。1970年10⽉,长⾕川与USM各出资50%,在东京都成⽴了Harmonic Drive Systems Inc.,汉译哈默纳科。
哈默纳科是整体运动控制的领军企业,其⽣产的HarmonicDrive组合型谐波减速机,具有轻量⼩型、
⽆齿轮间隙、⾼转矩容量等特点,被⼴泛应⽤于⼯业机器⼈、仿⼈机器⼈、半导体液晶⽣产装置、光伏设备、光学仪器、精密机床等各种尖端领域。
2006年1⽉1⽇哈默纳科和上⾯介绍的Nabtesco的美国⼦公司在马萨诸塞州成⽴了合资公司Harmonic Drive L.L.C.。
为了涵盖谐波减速机所不能做到的低减速⽐领域,产品还涉及到精密⾏星齿轮箱型谐波减速机(Harmonic Planetary)。独特的内齿圈形变⼯艺,可以使得⾏星齿轮与其啮合的更紧、消除背隙,已达到精密级的传动误差。
谐波减速器拆解开观看内部结构
谐波⾏星减速器Harmonic Planetary Gears
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3. SUMITOMO住友
⽇本住友SUMITOMO是拥有400多年历史的世界500强之⼀的住友集团旗下的建设机械⼚家,在世界范围享有盛誉。住友产品在1967年凭借⾃⾝技术开发研制了第⼀台液压挖掘机之后,⽬前世界各地到处活跃着住友液压挖掘机的⾝影。住友重机械⼯业株式会社 Sumitomo Drive Technologies住友重机械在⽇本便开始了电动机和减速机的⾃⾏制造⽣产。
天才小钓手住友减速机包含各种型号减速机,如住友⼤型斜齿轮减速箱,住友⾏星齿轮减速机,住友斜齿轮减速机,住友蜗轮蜗杆减速机等。减速⽐⼤,效率⾼:⼀级传动减速⽐为9~87,双级传动减速⽐为121~5133,多级混合可达数万,且针齿啮合系套式滚动摩擦,啮合表⾯⽆相对滑动,故⼀级减速效率达94%。
1995年10⽉,由住友重机械⼯业株式会社和住友商事株式会社共同出资在中国天津成⽴住友重机械减速机(中国)有限公司,并在2001年成⽴上海分公司作为其产品在中国的销售总部,同时在上海的松江设有维修中⼼。
反观国内,我国对⼯业机器⼈⽤精密减速器的研究相⽐国外较晚,技术不成熟,与国外先进技术存在较⼤差距,形成了精密减速器不能⾃给⾃⾜的局⾯,严重依赖进⼝。这严重制约了我国⼯业机器⼈的发展,特别是在我国⼯业机器⼈逐渐产业化时期,⼯业机器⼈精密减速器的关键技术突破显得更加迫切。国务院印发的《中国制造2025》提出,“突破机器⼈本体、减速器、伺服电机、控制器、传感器与驱动器等关键零部件及系统集成设计制造等技术瓶颈。”

本文发布于:2024-09-20 15:35:43,感谢您对本站的认可!

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