提高机器人运动精度的RV传动技术

机器人用RV传动要求角度传动误差在1′以内，由运动副间隙引起的空程回差要求在1′～1.5′以内。大连交通大学研制的RV-250AⅡ减速器样机的主要技术性能测试结果为：

传动误差40.7″＜1′。

回差为38″＜1′30″。

刚度1466.45N·m/（′）＞1000N·m/（′）。

传动效率为91%＞85%。

该RV-250AⅡ减速器样机的主要技术性能指标达国际先进水平。(www.xing528.com)

秦川机械发展股份有限公司也开始生产机器人用RV减速器。通过样机及小批量的试制，该公司对RV减速器的制造工艺进行了优化，结合公司实际情况，进行了机床改造，定制了特殊刀具，设计了一整套能够满足批量化生产的工装，编制了摆线齿形测量程序以及完善的装配工艺方法，这些都为RV减速器的产业化铺平了道路。同时，研制了YK7332A和YK7340数控成型砂轮磨齿机，用于磨削摆线轮齿形。

目前，该公司与奇瑞汽车有限公司合作，开发了RV40E及RV320E两种规格的减速器，并已完成了样品试制，正在进行小批量生产。同时，从2009年3月份开始，秦川机械发展股份有限公司也与ABB公司进行合作，进行多种规格RV减速器的研制开发工作，现在已实现了小批量供货。

总之，摆线针轮行星传动发明于20世纪30年代，经过80年的研究发展，依靠其硬齿面多齿啮合与齿面间摩擦为滚动摩擦的突出特点，易于以较小的体积和质量获得高的承载能力、高的传动效率和高的寿命，因此，在冶金、矿山、石油、化工、船舶、轻工、食品、纺织、印染、起重运输以及军工等很多部门得到日益广泛的应用。但传统的摆线针轮行星传动由于转臂轴承处于摆线轮输出机构之内，径向尺寸受限制，严重地制约了整机承载能力的发挥。因此，目前其传递功率的范围限制在132kW以内。我国在国际上创新的双曲柄环板式针摆行星减速器，将支承行星轮的转臂轴承（即曲柄与连杆铰接处的轴承），由行星轮内移至行星轮外，并由传统结构中只有一组转臂轴承变为在创新结构中有两组转臂轴承，且可以不受任何限制地按工作需要选用。当然，转臂轴承也就不再成为限制整机承载能力的薄弱环节。正是因为这一重要的变化，在同样针齿中心圆直径与相近传动比的条件下，创新传动整机所传递的转矩和功率可以比传统摆线针轮行星传动增大1倍（双环板）至3倍（四环板），因此，这种将双曲柄平行四杆机构与摆线针轮传动巧妙结合，创新的双曲柄环板式针摆行星减速器至少可将传递功率的范围扩展到500kW。由此，建议我国有关部门今后能大力支持和鼓励厂校结合，重点研发大功率的双曲柄环板式针摆行星减速器。

目前工业机器人如：弧焊机器人、点焊机器人、分配机器人、装配机器人、喷漆机器人及搬运机器人等已广泛应用于汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等领域中。鉴于RV减速器具有寿命长、刚度好、减速比大、振动低、精度高、传动效率高、保养便利等优点，非常适合在机器人上使用，其需求量逐日增大。根据前一阶段的研究实践，虽然我们研制样机的主要技术性能已达到国际先进水平，但是从产品的整体性能、传动精度、承载能力、疲劳寿命以及新产品的研发更新上，同日本的最新RV系列产品还有一定的差距，需要进一步在设计理论和样机研制方面进行研究。