工业机器人RV简化减速器的制作方法

工业机器人rv简化减速器
技术领域
1.本发明涉及工业机器人关节技术领域，具体地说，涉及将现有的rv减速器结构进行简化的技术，是一种工业机器人rv简化减速器。


背景技术：

2.当前，国内的机器人制造商需要采购日本纳博公司生产的rv减速器、伺服电机及润滑脂，然后精密装配成机器人关节，关节中注入足量的日本纳博公司指定的润滑脂，这种作业不仅效率低，且容易带进杂物污染润滑脂。此外，难以保证伺服电机与rv减速器同轴度
±
0.005mm，日本纳博公司的技术手册指出，安装精度不良会出现振动和噪音。
3.日本纳博公司的技术手册还指出，机器人作功期间，用户不得擅自更换rv减速器润滑脂。因此，一旦润滑脂变脏，会使减速器发热意味着不久机器人将被迫停机。
4.rv减速器核心是摆线轮修形技术。目前国内大多制造商虽拥有世界一流的机床但只能仿造日本纳博公司的rv减速器，但至今并未真正解决摆线轮技术难题，仿制减速器仍存在发热、使用寿命短、可靠性较差等问题。


技术实现要素：

5.发明所要解决的课题
6.本发明的目的是在于克服现有技术的缺陷，提供一种工业机器人rv简化减速器。
7.发明人经过多年理论研究和实践，提出了“正等距-正移距修形-消隙齿轮理论 rv简化型”的组合技术方案，获得了重大的理论和制造技术的突破，完成了工业机器人rv简化减速器的创新，有效解决现有的减速器中的回差、发热、寿命短的技术难题。
8.用于解决课题的方法
9.本发明涉及一种工业机器人rv简化减速器，包括：
10.行星架、针齿壳、双偏心轴、无外圈滚子轴承、第一摆线轮、第二摆线轮、隔圈、第一主轴承、第二主轴承、第一锥轴承、第二锥轴承、针销及连接在针齿壳止口的圆端盖，
11.行星架由主圆盘、副圆盘、柱销及销套组成，
12.柱销的一端与主圆盘上的均布的孔过盈配合，柱销的另一端穿过在第一摆线轮和第二摆线轮上均布的柱销孔与副圆盘的相应孔过渡配合，柱销数为6或8或10或12，柱销外有销套，
13.柱销孔的直径＝销套的外径 2e，e为双偏心轴的偏心距，
14.行星架的两侧用第一主轴承和第二主轴承分别支承在针齿壳的两侧内孔处，
15.双偏心轴的两侧用第一锥轴承和第二锥轴承分别支承在主圆盘及副圆盘的中心孔处，
16.第一锥轴承与第二锥轴承的外圈背靠背地设于第一锥轴承与第二锥轴承的内圈的中间，第一锥轴承的内圈外侧设有第一挡圈，第二锥轴承的内圈外侧依次设有圆环调整片及第二挡圈，
17.双偏心轴的偏心段与无外圈滚子轴承的内孔过盈配合，而无外圈滚子轴承的外圆与第一摆线轮的中心孔过渡配合，
18.针销插入针齿壳的均布的半圆槽中，
19.第一摆线轮和第二摆线轮采用“正等距-正移距”组合修形，使得第一摆线轮和第二摆线轮的轮齿与针销之间形成径向间隙δj和侧向间隙δc。
20.优选地，第一摆线轮和第二摆线轮采用最佳“正等距-正移距”组合修形，修形量计算公式如下：
21.等距修形量δrz＝δj/(1－k)，移距修形量δrz＝kδrz,
22.式中，k＝(1-k
12
)
0.5
,短幅系数k1＝ezb/rz，zb为针销数，rz为针齿中心圆半径。
23.优选地，双偏心轴的两个偏心段的相位差不等于180
°
。
24.优选地，双偏心轴的两个偏心段的相位差为178.5
°
～179.5
°
。
25.优选地，双偏心轴的两个偏心段的相位差为178.8
°
～179.25
°
。
26.优选地，双偏心轴的两个偏心段的相位差为179.0
°
～179.2
°
。
27.优选地，工业机器人rv简化减速器的内啮合件的润滑不采用脂润滑而采用油润滑，在针齿壳或端盖上设有加油孔、放油孔及通气帽。
28.发明的效果
29.根据本发明所涉及的工业机器人rv简化减速器，是一种单级摆线连接伺服行星一体机的一种全新关节。即使拆卸rv减速器中的行星级，由于伺服行星一体机中的行星减速，仍然使输入摆线的转数≤1000rpm，因而减速器不会振动。
30.本发明的工业机器人rv简化减速器由于拆卸掉行星级，简化了结构，降低了双偏心轴及行星架制造难度，解决了专用锥轴承、滚针轴承难度，散热空间增加30％-40％因而改为油润滑，以便自行换油改善油品而延长使用寿命。
附图说明
31.图1为本发明的第一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
32.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
34.图1为本发明的第一实施方式的工业机器人rv简化减速器的示意图。如图1所示，该工业机器人rv简化减速器包括：行星架、针齿壳1、双偏心轴6、无外圈滚子轴承4、第一摆线轮11、第二摆线轮16、隔圈12、第一主轴承10、第二主轴承13、第一锥轴承3、第二锥轴承5、针销2及连接在针齿壳1止口的圆端盖14。行星架由主圆盘7、副圆盘15、柱销9及销套8组成。柱销9的一端与主圆盘7上的均布的孔过盈配合，柱销9的另一端穿过在第一摆线轮11和第二摆线轮16上均布的柱销孔与副圆盘15的相应孔过渡配合，即柱销9的一端与主圆盘7上的均布孔紧配。行星架的两侧分别用第一主轴承10和第二主轴承13支承在针齿壳1的两侧内
孔处。双偏心轴6的两侧用第一锥轴承3和第二锥轴承5分别支承在主圆盘7、副圆盘15的中心孔处。第一锥轴承3与第二锥轴承5的外圈以“背靠背”的方式设于第一锥轴承3与第二锥轴承5的内圈的中间，第一锥轴承3的内圈外侧设有第一挡圈19，第二锥轴承5的内圈外侧依次设有圆环调整片17及第二挡圈18，圆环调整片17用不同的厚度调整第一锥轴承3与第二锥轴承5的预紧程度，其目的为提高双偏心轴6的扭转刚度，扭转刚度是机器人减速器重要指标。双偏心轴6上两侧的第一挡圈19和第二挡圈18还能防止副圆盘15轴向窜动。双偏心轴6的偏心段与无外圈滚子轴承4的内孔过盈配合，而无外圈滚子轴承4的外圆与第一摆线轮11、第二摆线轮16的中心孔过渡配合，二者之间的配合尽可能零间隙，目的保证其产生的回差最小。针销2插入针齿壳1的均布的半圆槽中，即针销2半埋在针齿壳1的均布半圆槽中，半埋齿具有很高弯曲强度。
35.行星架中的柱销9的数量应为偶数，如6或8或10或12。柱销孔的直径等于销套8的外径 2e(e为双偏心轴6的偏心距)。
36.对第一摆线轮11和第二摆线轮16采用“正等距-正移距”组合修形，使得第一摆线轮11和第二摆线轮16的轮齿与针销2之间形成径向间隙δj和侧向间隙δc。
37.在第一实施方式的一个较佳实施例中，优选为，采用最佳“正等距-正移距”组合修形，此时的修形量不再由设计人员凭经验给出，而是由下述公式进行计算得出：
38.等距修形量δrz＝δj/(1－k)，移距修形量δrz＝kδrz,
39.式中，k＝(1-k
12
)
0.5
,短幅系数k1＝ezb/rz，e为双偏心轴6的偏心距，zb为针销数，rz为针齿中心圆半径。
40.最佳“正等距-正移距”组合修形会产生合理的侧向间隙，因而避免作功时处于过盈摩擦导致发热寿命短。根据消隙齿轮原理，改变双偏心轴相位差就能减小回差，因而：
41.在第一实施方式的一个较佳实施例中，优选为，双偏心轴6的两个偏心段的相位差不等于180
°
。更优选为，双偏心轴6的两个偏心段的相位差为178.0
°
～179.5
°
。进一步优选为，双偏心轴6的两个偏心段的相位差为178.5
°
～179.25
°
。更进一步优选为，双偏心轴6的两个偏心段的相位差为179.0
°
～179.2
°
。对于双偏心轴6的两个偏心段的相位差进行如上所述的取值，可以保证减速器回差≤1
′
从而提高了精度。尤其是在相位差为179.0
°
～179.2
°
时，减小回差的效果最好。
42.在第一实施方式的一个较佳实施例中，优选为，工业机器人rv简化减速器的内啮合件的润滑不采用脂润滑而采用油润滑，在针齿壳1或圆端盖14上设有加油孔、放油孔及通气帽，也就是说将原rv减速器内啮合件的脂润滑改为油润滑，当机体内油温升高时，通气帽用以保持机壳的内外油压平衡，防止从油封处漏油。改脂润滑为油润滑，其有益技术效果是，机器人用户毋需拆机即可更换机内脏油，清洁油品能延长减速器使用寿命。
43.采用了第一实施方式的工业机器人rv简化减速器，与以往的现有工艺相比，有效解决了现有的减速器中的回差不达标、发热、寿命短的技术难题，从而构成工业机器人的一种全新关节。
44.具体来说，获得了如下有益技术效果：
45.(1)与现有技术相比，本发明去掉了现有的日本纳博的rv减速器中的行星级，即太阳轮、三只行星轮及三只双偏心轴，还去掉了双偏心轴上六只专用圆锥滚子轴承及六只专用滚针轴承，专用的圆锥滚子轴承及滚针轴承，国内轴承产品质量不如国外，价格却偏高，
而且太阳轮、行星轮运转时，六只圆锥轴承及六只滚针轴承发热、噪声较大。此外，缩短了机加工工时，提高了生产率进而降低了制造成本。
46.本发明只要与之连接的伺服行星一体机输入≤1000rpm时，就能保证本发明的工业机器人rv简化减速器性能不亚于现有的日本纳博的rv减速器。
47.(2)对现有的rv减速器装机时，用户必须自行注入油脂，而rv减速器腔体内添加润滑油脂的作业极其繁琐，极易将脏物带入减速机腔体，造成油脂污染，从而降低减速器使用寿命。本发明的工业机器人rv简化减速器由于将现有的摆线减速部件中的一半多的零件进行结构简化而成为单级摆线轮，因此壳体内可储油腔比现有的日本纳博的rv减速器增大30％-40％，而且在改脂润滑为油润滑的时候，散热性能好、操作工换油方便，而且油比脂价格低得多。
48.(3)本发明的工业机器人rv简化减速器由于将现有的摆线减速部件中的一半多的零件进行结构简化而成为单级摆线轮，还很大程上减少了减速器关键件的制造难度。双偏心轴必须在昂贵的进口随动磨床上加工，三只小直径双偏心轴刚性差，因而生产效率低、成本高。进口随动磨床价格昂贵且交货期慢。双偏心轴系轴承钢gcr15，须锻打
→
回火
→
调质
→
半精车
→
铣削轴端花键
→
整体淬火
→
磨双偏心，双偏心轴相位差精度高，工艺难度大。
49.本发明的行星架中柱销的微小弹性变形能自动补偿摆线轮柱销孔的相邻距偏差。行星架结构简单、机加工工艺难度小、成本低及装拆方便。
50.产业应用性
51.根据本发明所涉及的工业机器人rv简化减速器，有效解决了现有的减速器中的回差不达标、发热、寿命短的技术难题，从而构成工业机器人的一种全新关节。
52.以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。