工業機器人的核心部件:精密減速機,究竟難在哪?

2020-12-06 自動化新聞網

        現今工業機器人的先進程度讓人嘆為觀止，尤其是那些靈動的5軸6軸機器人，具有如此多的關節，還能夠做到運動和指令的精確傳輸，各部位緊密配合完成複雜的工作。而這不得不歸功於工業機器人最重要的基礎部件，也是運動的核心部件：精密減速機。

　　精密減速機，是一種精密的動力傳達機構，其利用齒輪的速度轉換器，將電機的迴轉數減速到所要的迴轉數，並得到較大轉矩的裝置，從而降低轉速，增加轉矩。

　　目前應用於機器人領域的減速器主要有兩種，一種是RV減速器，另一種是諧波減速器。在關節型機器人中，由於RV減速器具有更高的剛度和迴轉精度，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。

 

▲RV減速器的內部結構

 

▲諧波減速器內部結構

　　目前全球能夠提供規模化且性能可靠的精密減速器生產企業不多，絕大多數市場份額都被日本企業佔據。尤其在機器人領域的應用比例，是壓倒性的。

　　作為精密機械工業的一個巔峰之作，減速器的技術門檻非常之高，減速器裡面完全是由高精度的元件，齒輪相互嚙合，對材料科學，精密加工裝備，加工精度，裝配技術，高精度檢測技術提出了極高的要求。

　　近年來隨著產業用和生活輔助用機器人的市場不斷擴大，用於機器人關節部位的精密減速器內部的高精度小模數齒輪的需求也在激增。

　　三菱重工集團旗下三菱重工工作機械株式會社，為適應急劇增長的機器人用精密減速機的高精度和高效率生產需求，研發出能夠實現高精度齒輪加工的滾齒機和插齒機【FR系列】。該新機型於2020年8月開始正式出售，將計劃於10月召開的線上直播介紹會首次公開亮相。

　　FR系列命名來自於「FINE Pitch for Robot，Reducer」的首字母。針對用於減速機上的內齒輪和外齒輪兩種齒輪類型，此次新機型FR系列包含加工外齒的FR系列滾齒機和加工內齒的FR系列插齒機。

 

新型滾齒機GE15FR系列

 

 

新型插齒機SE25FR/SC40FR系列

 

　　相對於以往汽車用齒輪模數1~4，精度要求ISO8~9級的量產型齒輪加工，此次推出的FR系列專注於機器人減速機所需的齒輪模數可達到1以下，高精度要求也可實現ISO3~6級的齒輪加工。

GE15FR加工視頻，建議wifi觀看：

　　以下為兩款產品的詳細規格。 

 

01加工外齒用FR滾齒機

 

　　在刀具主軸和工作檯主軸部分，採用了直驅式馬達和更高的控制技術，機械誤差控制在極限範圍，實現了單一齒距誤差僅為一微米。與以往相比，齒輪加工的精度等級提高了三個等級。另外，每分鐘最高轉速8000轉也使加工時間比以往縮短了三分之一的時間，高效能加工也使生產性能得到了提高。

 

 

02加工內齒用FR插齒機

 

　　FR系列插齒機在工具機最主要的刀架及工作檯內採用了更高精度的蝸輪副，並且在工具機組裝上制訂了更嚴格的工藝管理要求，從而實現了比以往的齒輪加工精度提高2個等級的高精度加工(從ISO7級提高到ISO5級)。

 

 

03代表類工件比較

 

　　三菱重工工具機可為客戶提供機器和切削工具的整體方案。不僅擁有用於機器人精密減速機齒輪加工的工具機，還有與之相匹配優化加工的刀具和加工技術方案，同時也可以提供滿足客戶所需的自動化系統等其他齒輪加工需求的多種提案，為客戶實現高精度齒輪製造添磚加瓦。

　　三菱重工工具機的齒輪加工機，於1962年完成研發並生產滾齒機以來，在長達60年的時間內不斷研發出新產品和技術。憑藉這份經驗積累和對市場貢獻度的優異評價，在2020年6月底入選為日本經濟產業省【2020年度global niche top players 100】中的一員。三菱重工工具機今後也會繼續沿承一直以來的優良傳統，持續推出先進產品，用生產的齒輪加工工具機為各類產業的齒輪生產製造做出一份力所能及的貢獻。想了解更多三菱重工工具機產品信息，搜索「三菱重工工具機」微信公眾號。


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