工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)用RV減速器運(yùn)動(dòng)學(xué)分析及關(guān)鍵零部件制造工藝研究

馬延濤

摘要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了勞動(dòng)力需求的增加，但是我國(guó)正在逐步進(jìn)入老齡化社會(huì)，勞動(dòng)力正在逐漸的減少，現(xiàn)在的很多年輕人也不愿意從事體力勞動(dòng)，使得工業(yè)生產(chǎn)中能夠用的勞動(dòng)力越來(lái)越少，企業(yè)的勞動(dòng)力成本也逐漸的升高。企業(yè)為了降低成本，在工業(yè)生產(chǎn)中開始使用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行生產(chǎn)，而RV減速器是當(dāng)前機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器的主要選型，它具有效率高、精度高、回差小等優(yōu)點(diǎn)，提高了工業(yè)機(jī)器人的工作效率，極大地降低了生產(chǎn)成本。本文就工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)用RV減速器運(yùn)動(dòng)學(xué)分析及關(guān)鍵零部件制造工業(yè)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)學(xué)分析；RV減速器；關(guān)鍵零部件

一、國(guó)內(nèi)外RV減速器生產(chǎn)質(zhì)量和情況的對(duì)比

我國(guó)最近也在不斷的研究RV減速器的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理以及如何提高零部件的質(zhì)量，進(jìn)而提高減速器的質(zhì)量，但是，我國(guó)的減速器確實(shí)還與日本等國(guó)家存在著很大的差距，因此工業(yè)機(jī)器人的減速器大多還是依賴于進(jìn)口，使得我國(guó)的工業(yè)制造成本增加，因此，如何提高RV減速器的質(zhì)量已經(jīng)成為企業(yè)和國(guó)家關(guān)心的重點(diǎn)。下面就國(guó)內(nèi)和國(guó)外的減速器生產(chǎn)制造情況進(jìn)行對(duì)比，希望找到不足之處，并及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)。

（一）國(guó)內(nèi)生產(chǎn)情況

在上個(gè)世紀(jì)的八十年代，日本的科技制造在北京進(jìn)行科技展覽，擺線針輪減速器就在其中，在此之前中國(guó)人對(duì)RV減速器一無(wú)所知，正是這次科技展覽中國(guó)人民才認(rèn)識(shí)到它的存在，于是中國(guó)的很多科學(xué)家和學(xué)者就開始對(duì)RV減速器進(jìn)行研究，并且國(guó)家也對(duì)此進(jìn)行了大力支持，將它列入“九八五”關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目之中。我國(guó)很多的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)都積極的參與到研究之中，對(duì)RV減速的原理進(jìn)行了研究，彌補(bǔ)了我國(guó)這個(gè)地方的不足之處。但是，由于我國(guó)減速器研究制造起步晚，與之前的國(guó)家相比還有很大的差距，我國(guó)研究制造的RV減速器的使用壽命比較短，也不夠靈活，很難滿足精細(xì)工業(yè)生產(chǎn)的要求。因此，我國(guó)的減速器制造還有很大的發(fā)展空間。

（二）國(guó)外生產(chǎn)情況

RV減速器始于德國(guó)，后來(lái)德國(guó)人將這一科研技術(shù)轉(zhuǎn)賣給了日本，于是日本在此基礎(chǔ)上對(duì)減速器進(jìn)行了再研究，無(wú)論如何，在制造業(yè)方面，日本這個(gè)國(guó)家還是比較出色的。日本公司對(duì)RV處理器進(jìn)行了優(yōu)化處理，將傳動(dòng)形式由單曲柄改為了雙曲柄，進(jìn)而又使用三曲柄，使得減速器的靈活度不斷的提高，在此基礎(chǔ)上，日本人又對(duì)減速器的零部件進(jìn)行了研究和改進(jìn)，不斷使用精密度程度高和質(zhì)量好的零部件，使得減速器的使用壽命增加。在對(duì)減速器進(jìn)行分析研究中不斷的引用最新的科學(xué)技術(shù)，用CAD制圖軟件，將減速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)展示出來(lái)，并進(jìn)行修改，不斷的改進(jìn)扭轉(zhuǎn)震動(dòng)、速度之比以及齒闊間隙三者之間的距離等?，F(xiàn)在日本的RV加速器具有靈活度高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，日本成為RV減速器的主要供應(yīng)國(guó)之一。

二、核心零部件工藝研究

要具有高質(zhì)量的RV減速器，必須嚴(yán)格對(duì)待其各種零部件。

（一）漸開線齒輪加工工藝研究

漸開線齒輪是減速器的核心部件，對(duì)漸開線齒輪要求很高，漸開線齒輪的精度不低于6-7級(jí)。減速器的內(nèi)部是中心圍繞旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，在RV減速器的運(yùn)行過(guò)程中，中心輪要能夠和外圈的三個(gè)齒輪的齒度大小相吻合，因此要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的公式計(jì)算來(lái)確定中心距的大小，否則在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使得減速器的靈活度下降。

（二）雙偏心軸加工工藝

雙臂是減速器的核心零件，它的質(zhì)量關(guān)乎減速器的靈活度和精準(zhǔn)度問(wèn)題，轉(zhuǎn)臂的速度越高，轉(zhuǎn)臂所承受的壓力也就越大。轉(zhuǎn)臂上要安裝軸承，轉(zhuǎn)臂之間的角度差嚴(yán)格為180度，使得轉(zhuǎn)臂的兩偏心軸徑能夠在一個(gè)水平面上。在選擇材料時(shí)，一定要選擇高溫處理后的材料，這樣能夠提高轉(zhuǎn)臂的負(fù)荷能力。

三、RV減速器運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

當(dāng)前減速器的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析主要是采用轉(zhuǎn)臂固定法和速度圖解方法，轉(zhuǎn)臂固定法需要很大的計(jì)算量，本文主要介紹速度圖解法。

（一）轉(zhuǎn)臂固定法

對(duì)于轉(zhuǎn)臂固定法來(lái)說(shuō)，RV減速器內(nèi)部是封閉差輪系統(tǒng)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)同樣是行星結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)都要圍繞著一個(gè)中心進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，因此傳感器有固定的轉(zhuǎn)臂長(zhǎng)度，依據(jù)這個(gè)，可以計(jì)算出減速器內(nèi)部各個(gè)零部件的大小范圍。

（二）減速器的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)

（三）速度圖解法一減速器的內(nèi)部構(gòu)造

減速器傳感器的內(nèi)部構(gòu)造是行星機(jī)構(gòu)，也就是說(shuō)不管RV傳感器內(nèi)部有多少的零部件，這些零部件都是圍繞著自身的軸線進(jìn)行軸線運(yùn)動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)也被叫做太陽(yáng)結(jié)構(gòu)，減速器同時(shí)又是兩級(jí)封閉式行星運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中，各個(gè)部位的分工都不相同，有的是起固定作用，有的是具有轉(zhuǎn)動(dòng)作用，這些結(jié)構(gòu)相互作用，才能保證減速器工作的正常進(jìn)行。

四、總結(jié)

由于我國(guó)勞動(dòng)力的減少使得勞動(dòng)力成本不斷的上升，因此工業(yè)機(jī)器人不斷的被應(yīng)用到工業(yè)制造中，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用已經(jīng)成為未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，在未來(lái)，機(jī)器人也會(huì)被應(yīng)用到越來(lái)越多的領(lǐng)域之中，因此掌握RV減速器技術(shù)就變得十分重要，只有自己國(guó)家掌握先進(jìn)的技術(shù)，才能更大程度上降低成本，也不用受到其他國(guó)家的制約。我國(guó)的RV減速器技術(shù)相對(duì)還比較落后，因此要正視這個(gè)問(wèn)題，加大對(duì)此的研究力度，力求早點(diǎn)掌握減速器的核心技術(shù)，降低我國(guó)的工業(yè)成本，推動(dòng)工業(yè)的自動(dòng)化水平發(fā)展。