减速器与CRB轴承
1.减速器
减速器是工业机器人本体及变位器等回转运动都必须使用的关键部件。基本上说,减速器的输出转速、传动精度、输出转矩和刚性,实际上就决定了工业机器人对应运动轴的运动速度、定位精度、承载能力。因此,工业机器人对减速器的要求很高,传统的普通齿轮减速器、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器等都不能满足工业机器人高精度、大比例减速的要求,为此需要使用专门的减速器。库卡机器人配件
目前,工业机器人常用的减速器有图3.2-9所示的谐波减速器和RV减速器两大类。
1.谐波减速器
i谐波减速器(Harmonic Speed Reducer)是谐波齿轮传动装置〈Harmonic Gear Drive)的简称,这种减速器的传动精度高、结构简单、使用方便。但其结构刚性不及RV减速器,故多用于机器人的手腕驱动。
日本哈黑纳科( Harmonic Drive System)公司是全球早研发生产谐波减速器的企业,同时也是目前全球大、著名的i谐波减速器生产企业,其产里占全世界总里的15%左右,世界著名的工业机器人几乎都使用Harmoni c Drive System生产的谐波减速器。本书第4章将对其产品的结构原理以及性能特点、安装维护要求进行全面介绍。
( 2)RV咸速器
RV减速器( Rotary Vector Speed Reducer〉是由行星齿轮减速和摆线针轮减速组合而成的减速装置,结构刚性好、输出转矩大,但其内部结构比i谐波减速器复杂﹑制造成本高、传动精度略低于谐波减速器,故多用于机器人的机身驱动。
日本纳t博特斯克公司(Habtesco Corporation)既是RV减速器的发明者,又是目前全球大﹑技术的RV减速器生产企业,其产品占据了全球60%以上的工业机器人RV减速器市场,以及日本80%以上的数控机床自动换刀(ATC)装置的RV减速器市场,世界著名的工业机器人几乎都使用其生产的RV减速器。本书第5章将对其结构原理及性能特点﹑安装维护要求进行全面介绍。
2.CRB轴承
CRE轴承是交叉滚子轴承英文Cross RollerBearing 的简称,这是—种滚柱呈90°交叉排列、内圈或外圈分害伯的特殊结构轴承,与一般轴承相比,它具有体积小、精度高、刚性好、可同时承受径向和双向轴向载荷等优点,而且安装简单、调整方便,因此特别适合于工业机器人﹑谐波减速器﹑数控机床回转工作台等设备或部件,是工业机器人使用广泛的基础传动部件。
图3.2-10 为CRB 轴承与传统的球轴承〈深沟、角接触)、滚子轴承《圆柱、圆锥》的结构原理比较图。
由轴承的结构原理可见,深沟球轴承﹑圆柱滚子轴承等向心轴承—般只能承受径向载荷,角接触球轴承﹑圆锥滚子轴承等推力轴承可以承受径向载荷和单方向的轴向载荷,因此,在需要承受双向轴向载荷的场合,通常要由多个轴承进行配对、组合后使用。
CRB轴承的滚子为间隔交叉地成直角方式排列,因此,即使使用单个轴承,也能同时承受径向和双向轴向载荷。此外,CRB轴承的滚子与滚道表面为线接触,在承载后的弹性变形很小,故其刚性和承载能力也比传统的球轴承、滚子轴承更高。其内、外圈尺寸可以被***大限度地小型化,并接近极限尺寸。再者,由于CRB 轴承的内圈或外圈采用分割构造,滚柱和保持器通过轴环固定,轴承不仅安装简单,且间隙调整和预载都非常方便。
总之,CRB轴承不仅具有体积小、结构刚性好、安装简单、调整方便等诸多优点,而且在单元型结构的谐波减速器上,其内圈内侧还可直接加工成减速器的刚轮齿,组成图3.2-11所示的谐波减速器单元,以大限度地减小减速器体积。
CEB 轴承的安装要求如图3.2-12所示。根据不同的结构设计,CRB轴承可采用压圈〈或锁紧螺母〉固定﹑端面螺钉固定等安装方式;轴承的间隙可通过固定分割内圈(或外圈〉的调整垫或压圈进行调整。
CRB轴承可采用油润滑或脂润滑。脂润滑不需要供油管路和润滑系统,无漏油问题,一次加注可使用1000小时以上,加上工业机器人的结构简单,运动速度与定位精度的要求并不高,因此,为了简化结构、降低成本,多使用脂润滑。结构设计时,可针对CB轴承的不同结构和安装形式,在分割外圈〈(或内圈〉的固定件上,加工图3.2-6 i d、图3.2-6 ( e)所示的润滑脂充填孔○
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