RV减速机(帝人)在各种机器人关节中的使用

众所周知，随着人力成本的提高和技术的发展，工业机器人的应用越来越多。工业机器人种类众多，有多关节机器人、平面多关节机器人、坐标机器人、圆柱坐标机器人、并联机器人、工厂用物流机器人等。其中多关节机器人应用最为广泛。多关节机器人主要都是靠关节电机进行驱动，而出于对驱动力矩的考虑，一般都需要配置减速机构。在关节机器人上常用的减速机构包括谐波减速机和RV减速机。作为关键核心零部件之一，纳博特斯克的精密减速机RV在减速机市场一直占有很大的比重。今天本文就围绕这个话题来聊一聊。

　　由于多关节工业机器人可以将机械臂末端工具以几乎任意角度放置在任意平面上，因此它的用途十分广泛。例如在焊接中，采用多关节机器人比采用人工技术更具连续性和可重复性。当工件处于固定位置时，机械臂末端可以精准确定最佳的距离、角度和速度。即使工件不垂直于机器人底座，机器人也可以利用3D激光器和机器视觉进行精确、可重复的检测。多关节机器人的其他应用包括喷漆、取放、物料搬运、包装和组装等。

　　对于多关节机器人关节部位减速机的选购上，纳博特斯克的精密减速机RV一直以来备受青睐。主要由于其具有速比大、效率高、精度高以及体积小等特点。相比于其他减速机，精密减速机RV由于其齿隙小于1弧分以及齿轮和针齿同时啮合数多的构造特点，使得精度大大提高。另外由于其内置角接触球轴承以及双柱支撑机构的构造特点，使其支持外部载荷能力提高，结构更为紧凑，从而在同等力矩需求下，体积更小。这两点对于多轴工业机器人的减速机选型上至关重要。

　平面多关节机器人，又称SCARA机器人，是一种应用于装配作业的机器人手臂。它有3个关节。第一、第二关节为旋转关节，其轴线相互平行，在平面内进行定位和定向。第三关节是移动关节，用于完成末端件在垂直于平面的运动。SCARA系统在X,Y方向上自由度高，而在Z轴方向具有良好的刚度，此特性特别适合于装配工作，例如将一个圆头针插入一个圆孔，故SCARA系统首先大量用于装配印刷电路板和电子零部件;SCARA的另一个特点是其串接的两杆结构，类似人的手臂，可以伸进有限空间中作业然后收回，适合于搬动和取放物件，如集成电路板等。

　　如今SCARA机器人还广泛应用于塑料工业、汽车工业、电子产品工业、药品工业和食品工业等领域。它的主要职能是搬取零件和装配工作。它的第一关节和第二关节具有转动特性，第三关节可以根据工作的需要的不同，制造成相应多种不同的形态，并且一个具有转动、另一个具有线性移动的特性。由于其具有特定的形状，决定了其工作范围类似于一个扇形区域。

　　在机器人本体研发过程中，第1、2轴结构相同，都是伺服电机配减速机传动。减速机是一个非常关键的环节，是整个机器人机械部分研发的技术核心之一。在第一关节中，假如对SCARA机器人大臂弯矩要求比较高，一般会选用精密减速机RV。而在第二关节中，假如机器人小臂长度在1m左右、对小臂扭矩要求比较高时，通常也会选用精密减速机RV。相比谐波减速机，精密减速机RV的关键在于加工工艺和装配工艺。精密减速机RV具有承载力大、运动精度高、传动比大的特点，以及更高的疲劳强度、刚度和寿命，不会像谐波传动那样随着使用时间增长，运动精度会显著降低。

圆柱坐标机器人是一种以中心轴为原点可自由旋转的坐标型机器人，臂长决定圆形工作范围大小。作为一种自动化机器人系统解决方案，圆柱坐标机器人可以被应用于码垛、分拣、包装、金属加工、搬运、上下料、装配、印刷等常见的工业生产领域，在替代人工，提高生产效率，稳定产品质量等方面都具备一定的应用价值。

　　关于零部件选取上，在腰部关节处，主要通过安装在支座上的电机驱动减速机，从而间接带动机座转动，实现机器人的旋转运动。由于腰部驱动关节所需要的旋转力较大，因此通常会选用力矩较大的减速机。众所周知，纳博特斯克的精密减速机RV具有转矩大、扭转刚性强的特点，而且型号众多，可以满足不同力矩需求。另一方面，由于圆柱坐标机器人在特定应用领域对精度有一定的要求，而精密减速机RV恰恰以高精度而被大家所熟知。并且由于结构紧凑体积小的特点，可以减小机器人本体体积，从而在某些苛刻的工作空间下也能使用。综合以上要素考虑，精密减速机RV不失为一种优选。而在末端爪关节处，若是需要较大旋转力，也会使用到精密减速机RV。关于臂关节处，一般装有两个电机，电机通过传动装置实现手臂的垂直、水平移动。