精密減速機(jī)是工業(yè)機(jī)器人核心零部件之一。精密減速機(jī)安裝在機(jī)器人的關(guān)節(jié)部位,其作用是在保證相應(yīng)傳動(dòng)精度的情況下將電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低到所要的轉(zhuǎn)速,同時(shí)得到較大轉(zhuǎn)矩的裝置。目前應(yīng)用在工業(yè)機(jī)器人上的精密減速機(jī)主要有兩大類:
6KG負(fù)載以下的機(jī)器人關(guān)節(jié)主要使用諧波減速機(jī)。目前主流的諧波減速機(jī)有綠的減速機(jī)等,綠的國內(nèi)總代理:蘇州工業(yè)園區(qū)蓋爾斯威智能科技有限公司。
20KG負(fù)載以上的機(jī)器人關(guān)節(jié)主要使用擺線針輪減速機(jī)。目前主流的擺線針輪減速機(jī)有日本帝人減速機(jī)和雙環(huán)RV減速機(jī),全國總代理:蘇州工業(yè)園區(qū)蓋爾斯威智能科技有限公司。
今天我們主要介紹擺線針輪減速機(jī)中的RV減速機(jī)。
RV減速機(jī)是日本納博特斯克株式會(huì)社(以下簡稱Nabtesco)生產(chǎn)的減速機(jī)RV系列產(chǎn)品的俗稱。
Nabtesco是由帝人精機(jī)和納博克于2003年9月合并成立的一家企業(yè)。Nabtesco旗下各種運(yùn)動(dòng)控制類的產(chǎn)品在世界范圍都保持著優(yōu)勢的地位,減速機(jī)RV就是其中之一。
產(chǎn)品介紹篇
減速機(jī)RV從1986年發(fā)售至今,規(guī)格已經(jīng)達(dá)到10多種,在市場上常見的有RV-E系列,RV-C系列,RV-N系列,RD2系列,GH系列,RS系列及其AF系列。
減速機(jī)RV-E系列(如圖2),為減速機(jī)RV系列中的實(shí)心系列減速機(jī);減速機(jī)RV-C系列(如圖3),為減速機(jī)RV系列的空心系列減速機(jī)。從結(jié)構(gòu)上來看,RV-C系列減速機(jī)的中心有一個(gè)中空齒輪,其可以允許電纜或齒輪等零部件從中穿過。減速機(jī)RV-E系列和減速機(jī)RV-C系列減速機(jī)主要用在多關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人及其附加軸(變位機(jī)等)。由于此種應(yīng)用對減速機(jī)體積重量限制大,故減速機(jī)RV-E系列和減速機(jī)RV-C系列均是組件形式,使用時(shí)需要客戶自行加工外部法蘭并自行充入油脂。
減速機(jī)GH系列
減速機(jī)RV-N系列,為減速機(jī)RV系列中的系列產(chǎn)品。與RV-E系列同樣性能指標(biāo)的情況下,其體積縮小8~20%,重量減小16~36%。RV-N系列減速機(jī)由于其體積小,質(zhì)量輕,已受廣大機(jī)器人廠家所歡迎,眾多新一代的機(jī)器人中都已使用此系列減速機(jī)。
減速機(jī)RD2系列(圖4),為減速機(jī)RV系列中為方便客戶使用的產(chǎn)品。RD2是以RV-E系列和RV-C系列減速機(jī)為核心,加上傘齒和法蘭,配合軸套,實(shí)現(xiàn)各種電機(jī)的自由選配和不同場合的安裝形式,無需額外制作齒輪和密封。RD2根據(jù)安裝方式,主要還分為RDS直連型,RDR直角安裝型和RDP傳動(dòng)輸入型。
減速機(jī)GH系列,為減速機(jī)RV系列中高速型產(chǎn)品。GH系列產(chǎn)品的輸出轉(zhuǎn)速可到250rpm。
RD2主要應(yīng)用于變位機(jī)的轉(zhuǎn)臺(tái)等各種場合。GH由于其高速性,專門用在機(jī)器人附加行走軸之上。
減速機(jī)RS系列,是以RV-C系列減速機(jī)為核心開發(fā)的重載型減速機(jī)底座。RS系列產(chǎn)品,可直接安裝3噸,5噸和9噸的載荷,直接用于水平變位機(jī)。
AF系列產(chǎn)品,為我司減速機(jī)RV攜手松下A5系列電機(jī),誕生的一款一體化驅(qū)動(dòng)頭,其主要用于簡單搬運(yùn)為目的的4軸機(jī)器人及其簡單要求的變位機(jī)。按照結(jié)構(gòu)形式,AF分為AF-N和AF-C,AF-N是以RV-N減速機(jī)為核心的產(chǎn)品,AF-C是以RV-C系列產(chǎn)品為核心的產(chǎn)品。
產(chǎn)品選型篇
減速機(jī)RV系列產(chǎn)品種類繁多,每個(gè)種類下還有很多 規(guī)格。那么如何選擇適合自己工況的減速機(jī)產(chǎn)品,這就 涉及到一些基本概念。
減速機(jī)RV的基本概念可以分為主要概念和普通概念。主要概念是指減速機(jī)RV實(shí)際使用和選型時(shí)的概念。主要概念包括﹕啟動(dòng)、停止時(shí)的容許轉(zhuǎn)矩、容許力矩、容許推力、容許輸出轉(zhuǎn)速、減速比額定轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)矩和額定壽命。
普通概念是指選型中很少使用或者只是表征減速機(jī)的特性的概念。普通概念包括﹕力矩剛性、扭轉(zhuǎn)剛性、瞬時(shí)容許力矩、空程、齒隙、角度傳遞誤差、無負(fù)載運(yùn)行轉(zhuǎn)矩和增速啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
各個(gè)概念的意義在如表1所述。
用戶可以根據(jù)自身使用工況,計(jì)算出相應(yīng)的概念參數(shù),從而選擇合適的產(chǎn)品。如有必要也可以向納博特斯克相關(guān)技術(shù)人員咨詢。
概念解釋
產(chǎn)品使用篇
雖然根據(jù)不同的工況條件,用戶選型,購買的減速機(jī)也千差萬別,只有進(jìn)行正確的安裝和調(diào)試,才能夠正常使用減速機(jī)RV系列產(chǎn)品。以基礎(chǔ)的一款RV-E系列減速機(jī)為例,其使用步驟如下。
1.在收到減速機(jī)RV時(shí),首先請先核對出貨標(biāo)簽,以及包裝箱是否完整
開箱后,確認(rèn)包裝內(nèi)容是否正確。
且在打開包裝后,對減速機(jī)進(jìn)行保護(hù),確保在安裝到客戶裝置上并封入密封劑之前,防止異物混入。
2.組裝前,必要零部件的準(zhǔn)備
客戶根據(jù)自行設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu),按照BOM表,事先準(zhǔn)備好組裝必須零部件。
必須零部件由輸入齒輪,電動(dòng)機(jī)安裝法蘭,外殼安裝部件,以及輸出軸安裝部件組成。
3.重要零部件說明
1)法蘭及安裝部件
•電機(jī)安裝法蘭
避免與減速機(jī)部件的接觸,應(yīng)參考減速機(jī)外形尺寸圖的尺寸后設(shè)計(jì)電機(jī)安裝法蘭。
請確認(rèn)電機(jī)安裝法蘭上是否設(shè)置有加排脂口。安裝減速機(jī)后在注入或更換潤滑脂時(shí)必須使用加排脂口。
請參考減速機(jī)樣本上精度要求來設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)安裝法蘭。安裝精度不良時(shí)容易導(dǎo)致振動(dòng),噪聲,齒隙增加等。
•外殼安裝部件
準(zhǔn)備好與外殼連接的部件,也可與電動(dòng)機(jī)安裝法蘭形成一體。
•輸出軸安裝部件
準(zhǔn)備好安裝在減速機(jī)輸出軸上的零件,確認(rèn)其采用的結(jié)構(gòu)能否利用O形圈或液體密封劑來進(jìn)行密封。確認(rèn)輸出軸安裝零件上是否設(shè)置有加排脂口。安裝減速機(jī)后在注入或更換潤滑脂時(shí)必須使用加排脂口。
2)減速機(jī)安裝用螺栓
•請參照各型號(hào)圖紙以及交貨規(guī)格書記載的電動(dòng)機(jī)安裝法蘭以及外殼安裝螺栓,輸出軸安裝螺栓的尺寸和數(shù)量,準(zhǔn)備螺栓。
•關(guān)于螺栓長度,請根據(jù)客戶準(zhǔn)備的部件和減速機(jī)的安裝部尺寸選擇適當(dāng)?shù)拈L度。
•內(nèi)六角螺栓 JIS B 1176:2006
強(qiáng)度級(jí)別 JIS B 1051:2000 12.9
螺紋 JIS B 0209:2001 6g
4.組裝本產(chǎn)品的起吊
請參照各型號(hào)圖紙以及交貨規(guī)格書記載的起吊螺栓用內(nèi)螺紋,且使用足以承受減速機(jī)重量的吊具,進(jìn)行減速機(jī)的起吊作業(yè)。
5.安裝
1)將減速機(jī)外殼安裝孔對準(zhǔn)外殼安裝零件的內(nèi)置螺紋位置,將減速機(jī)安裝到外殼安裝零件上。
2)將O型圈放置在O型圈槽內(nèi),將電動(dòng)機(jī)安裝法蘭的安裝孔對準(zhǔn)減速機(jī)(外殼部)的安裝孔和外殼安裝零件的內(nèi)置螺紋位置,將電動(dòng)機(jī)安裝法蘭安裝到減速機(jī)上。
3)使用內(nèi)六角螺栓及蝶形彈簧墊圈,緊固各部件。
4)使用液體密封劑密封輸出軸安裝零件和減速機(jī)(輸出軸部)
無法使用時(shí),設(shè)置O型圈凹槽并安裝O型圈。
5)采用密封劑密封時(shí),使用內(nèi)六角螺栓和蝶形彈簧墊圈緊固輸出軸安裝部件和減速機(jī)。
采用O型圈密封時(shí),使用內(nèi)六角螺栓和潛力矩用密封墊圈緊固輸出軸暗轉(zhuǎn)部件和減速機(jī)。
6)計(jì)算合適潤滑脂填充量,通過進(jìn)排脂口將潤滑脂填充入減速機(jī),并做脂口密封作業(yè)。
※更加具體的產(chǎn)品使用方法可以參照減速機(jī)RV的樣本和使用說明書。
特別篇:潤滑脂
上面介紹了這么多減速機(jī)RV相關(guān)的知識(shí),但在實(shí)際使用中,有一點(diǎn)往往被很多用戶所忽略,經(jīng)常導(dǎo)致減速機(jī)故障的發(fā)生。潤滑脂,主要用于機(jī)械的摩擦部分,起到潤滑和密封作用的一種稠厚油脂狀的半固體。機(jī)器人用減速機(jī),由于其使用的特殊性,對潤滑脂的要求也更高。因此,Nabtesco的減速機(jī)RV系列的產(chǎn)品,都使用如下牌號(hào)的潤滑介質(zhì)。
上述潤滑脂均是Nabtesco針對減速機(jī)RV要求,開發(fā)并出品的高性能潤滑脂,因此非常適合減速機(jī)RV使用時(shí)的潤滑環(huán)境。所有減速機(jī)RV系列產(chǎn)品的性能參數(shù)指標(biāo)都是通過上述潤滑脂參與的試驗(yàn)所確定的。
不同類型的減速機(jī)RV,潤滑脂填充方式也不同。RV-E/RV-C/RV-N為組件型產(chǎn)品,需要顧客設(shè)計(jì)配合零件形成一個(gè)密封空間并封入潤滑脂﹔RD2/GH/RS/AF等為齒輪箱型或執(zhí)行器型產(chǎn)品,內(nèi)部空間均在出廠時(shí)已經(jīng)密封好并填充完畢潤滑脂。
關(guān)于減速機(jī)RV系列使用的潤滑脂,主要有兩點(diǎn)需要特別注意。
1.使用不符合要求的潤滑脂可能導(dǎo)致的后果
不符合要求的具體定義﹕①?zèng)]有使用上述潤滑脂﹔②沒有填充減速機(jī)RV需要的量。
后果﹕會(huì)降低精密減速機(jī)RV的性能,并很有可能因潤滑不足原因?qū)е略缙趽p壞。
原因﹕減速機(jī)RV是精密減速機(jī),內(nèi)部空間狹小且復(fù)雜,零件的工作環(huán)境嚴(yán)苛。因此潤滑脂需要有足夠的量,良好的抗壓耐磨性及耐久性,減速機(jī)RV才能在遇到性能要求范圍內(nèi)的極限高速高負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),摩擦部分的潤滑油膜不會(huì)被破壞,由此才能避免金屬間接觸導(dǎo)致的劇烈磨損,在長久的使用中保持精密減速機(jī)RV的優(yōu)異性能。
2.潤滑脂的填充和更換
內(nèi)部沒有預(yù)封裝潤滑脂的RV-E/RV- C/RV-N減速機(jī),需要在使用前填充適當(dāng)量的潤滑脂﹔所有減速機(jī)RV都需要在使用一段時(shí)間后,將內(nèi)部老化的潤滑脂更換為新潤滑脂,以保持潤滑脂的潤滑能力并保護(hù)減速機(jī)不被磨損。
潤滑脂的填充量應(yīng)符合該方向下減速機(jī)內(nèi)部低浸沒液面的要求(下限),以及預(yù)留10%空間的要求(上限),具體填充量數(shù)據(jù)請參照各減速機(jī)RV的樣本參數(shù)和用戶設(shè)計(jì)零件的對應(yīng)形狀體積來計(jì)算,如有不明之處可以向敝司咨詢。
更換老化潤滑脂的周期為﹕①減速機(jī)使用溫度在40℃以下時(shí),建議封入后20000小時(shí)更換﹔②減速機(jī)溫度在40℃~60℃之間的,由用戶視潤滑脂的老化程度實(shí)際情況制訂合理且更短的更換周期。(典型案例﹕*機(jī)器人一般的潤滑脂更換周期為1年1次。)
更換潤滑脂脂時(shí),由于潤滑脂流動(dòng)性較差,為了程度地將舊脂排出,①建議在注油口設(shè)計(jì)時(shí)秉承兩注油口間為內(nèi)部長通路的原則﹔②建議從密封空間的下部的注油口用壓力(注意﹕壓力不能超過0.03MPa)注入新脂,將舊脂從上部的注油口擠出。
3.磨合
推薦在封入潤滑脂后實(shí)施磨合運(yùn)轉(zhuǎn)。在封入潤滑脂后,根據(jù)潤滑脂的特性,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有時(shí)會(huì)發(fā)生異響和轉(zhuǎn)矩不均的現(xiàn)象。如果這些癥狀在實(shí)施磨合運(yùn)轉(zhuǎn)30分鐘以上(減速機(jī)的表面溫度達(dá)到50℃左右為止)后消失,則沒有質(zhì)量問題。
應(yīng)用范圍
日本RV減速機(jī)
日本帝人減速機(jī)
精密減速機(jī)在航空、航天、能源、航海、造船、仿生機(jī)械、常用軍械、機(jī)床、儀表、電子設(shè)備、礦山冶金、交通運(yùn)輸、起重機(jī)械、石油化工機(jī)械、紡織機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械以及醫(yī)療器械等方面得到日益廣泛的應(yīng)用。
綠的諧波減速機(jī)
特別是在高動(dòng)態(tài)性能的伺服系統(tǒng)中,采用諧波齒輪傳動(dòng)更顯示出其*性。它傳遞的功率從幾十瓦到幾十千瓦,但大功率的諧波齒輪傳動(dòng)多用于短期工作場合。
后,目前中國的機(jī)器人市場正處在一個(gè)高速發(fā)展的階段。越來越多的領(lǐng)域來是導(dǎo)入工業(yè)機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化。這不僅對機(jī)器人,也對減速機(jī)提出了更高的要求。
蘇州工業(yè)園區(qū)蓋爾斯威智能科技有限公司也致力于為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品及服務(wù)而不斷努力。
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