工業機器人零回差內擺線減速器制造技術

本發明專利技術涉及擺線減速技術領域，一種工業機器人零回差內擺線減速器，包括內擺線齒圈、左、右剛性盤、擺線輪及偏心套，輸入軸、太陽輪、行星輪及行星軸，其特征在于：行星軸上有二擋圈，擋圈間設有二偏心套，其端面為梯形或波浪齒嚙合；第一偏心套緊固在行星軸，而第二偏心套與行星軸滑配，第二偏心套與第二擋圈間有彈簧；擺線輪A輪齒與內擺線齒圈上半區內齒逆針側靠緊，擺線輪B輪齒與內擺線齒圈下半區內齒順時針一側靠緊，擺線輪正、反轉時的回差為零，二擺線輪相位角Φ＜180°，偏心套用滾針支承在擺輪，左剛性盤圓柱凸緣穿過擺輪與右剛性盤連接，擺線輪均布六相同孔，內擺線齒圈線切割。有益效果：工藝簡單，成本低55-70％，零回差自動補償。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及擺線減速
，一種在國產機床上，采用中級制造精度并結合慢走絲線切割技術的工業機器人零回差擺線減速器。
技術介紹
國家863計劃機器人技術專家組指出：“因關鍵部件配套瓶頸而衍生的整機企業制造成本居高不下，已經成為中國工業機器人市場發展的嚴重掣肘。特別是高精度機器人關節減速器產品主要依賴進口，目前75％的市場被Nabtesco和HarmonicDrive公司壟斷。”據前瞻產業研究院《報告》，2014、15年國內工業機器人減速器市場規模為26-30億元。二十多年來，科技部多次下達RV減速器863計劃，下撥了大量資金，希望我國工業機器人整機企業不再進口昂貴的日本RV減速器。最近，《2011.1～2012.12》兩聯合組發布：天津組2014.05.13：“五家聯合《國家863工業機器人高精度高效率減速器》課題組經兩年努力，于2013.12月通過了科技部專家組驗收，專家結論：完成了合同任務書規定的內容，達到了性能指標要求，掌握了工業機器人用高精度減速器研發及制造技術，對于推進我國工業機器人核心部件國產化具有重要意義。”只是，有資料稱研制中出現了下述問題：(1)擺線輪需要在昂貴的LFG-3540數控齒輪成型磨床上加工，必需在德國溫澤公司開發的WGT850/1000齒輪測量中心試驗臺上測量，擺線輪磨削精度為4級；(2)考慮引進價值幾百萬元的曲柄磨床加工曲柄軸，曲柄軸滿滾子軸承出現擺線輪死點；(3)剛性盤拆卸困難，一旦拆卸會造成零件損壞，剛性盤菱形柱加工費用昂貴。溫州組于2013.12.07：“2013年9月5日，經過國家科技部專家嚴格而縝密的審查，五家聯合申報的《國家863工業機器人高精度高效率減速器》順利通過技術驗收。標志著在創新能力、工藝水平及制造水平等方面進入了先進制造
”但，科技部為什麼再次下達《2015年工業機器人高精度減速器863計劃》？國內實現larcmin回差技術方案是：“高精度機床、高精度制造”，高精度機床需要高級制造人才及大量資金，使制造成本過高，企業必然受到日本RV減速器降價打壓，直至被擠垮。因此，本專利技術不得不提出：《中級制造精度》減速器能否實現零回差？能否用低制造成本減速器取代日本高精度RV減速器？本專利技術構思的依據有二：(一)數控機床進給系統的消除齒輪副間隙設計給本專利技術的啟示：數控機床進給系統要求機械結構具有高傳動剛度和盡可能消除齒輪副的傳動間隙，因為傳動間隙會造成進給系統每次反向運動滯后于指令信號，丟失指令脈沖并差生反向死區，對傳動精度影響很大。數控機床采用兩個薄齒輪的左右面分別與寬齒輪的左右面貼緊，以消除齒側間隙；湖北汽車工程學院邱新橋提出了《圓柱齒輪齒側間隙自動補償新方法》：“在伺服驅動系統的齒輪傳動機構中，為了保證雙向傳動精度，必需采取措施消除齒側間隙，附圖系滑銷滑動錯齒調隙機構，齒側間隙可自動補償。”秦大同、謝里陽主編《現代機械設計手冊》卷5第22篇(光機電一體化系統設計)中給出了直齒與斜齒輪消除齒輪間隙方法(詳見卷5-22-168、169頁)：主動齒輪與兩片從動齒輪A及B嚙合關系是：主動輪正轉時與從動齒輪A嚙合；主動輪反轉時與從動齒輪A嚙合。(二)重慶大學陳小安博士導師專利技術專利《精密擺線針輪行星傳動裝置》(ZL200810069737)：該專利技術的技術特征：若針齒殼A中的擺線輪a與針齒嚙合的齒廓面方向為順時針；則針齒殼B中的擺線輪b與針齒嚙合的齒廓面方向為逆時針，因而正、反轉時零回差。原理與(一)所述相同。中等制造精度，正、反轉時零回差；缺點：單片擺線輪做功。
技術實現思路
目的：提出國產機床、中級制造精度的一種工業機器人零回差內擺線減速器。“數控機床進給系統的啟示”與專利技術專利《精密擺線針輪行星傳動裝置》ZL200810069737是本專利技術解決“零回差”的理論依據。本專利技術技術方案如下：行星軸上設有二彈性擋圈，二彈性擋圈緊靠軸承內圈端面，二彈性擋圈間設有二偏心套，第一偏心套緊固在行星軸上，第二偏心套與行星軸滑配，第二偏心套與第二彈性擋圈間設復位彈簧，第一、二偏心套內側端面為梯形齒、或三角齒嚙合；擺線輪A輪齒與內擺線齒圈上半區內齒逆時針一側靠緊，而擺線輪B輪齒與內擺線齒圈下半區內齒順時針一側靠緊，此時二擺線輪相位角θ＜180°；第一、二偏心套用第一、二滾針軸承分別支承在擺線輪A、B銷孔中，第二偏心套頸部外徑應小于第二滾針軸承內圈外徑，使第二偏心套沿軸向移動時不受阻于第二滾針軸承的滾針。其特征在于：二偏心套內側端面齒為波浪狀圓弧齒、或是正弦、類似于正弦的曲線齒；其特征在于：左剛性盤設有三圓柱凸緣，三圓柱凸緣穿過擺線輪A、B上相應圓孔與右剛性盤內側止口緊配合、并用螺釘將二者連接成一剛性體；其特征在于：擺線輪A、B上均布六只相同圓孔，其中間隔120°三孔分別用以裝置滾針軸承，另三孔一方面用作工藝孔，另一方面用以包容左剛性盤的三圓柱凸緣。其特征在于：內擺線齒圈是一用電火花線切割得到的連續光滑曲線。【有益效果】只要在國產機床上，采用中級制造精度，便可得到零回差減速器。本專利技術與日本RV工業機器人減速器相比：其優點是具有同樣的承載力，制造工藝簡單，成本低55-70％，零回差能隨時得到自動補償；不足的是軸向會加長15～35mm。【附圖說明】(圖4-8為本專利技術中級制造精度能實現零回差的理論依據原理圖)圖1是本專利技術實施例的結構示意圖圖2為實施例初始時行星軸15上二偏心套端面齒的嚙合位置示意圖圖3為對應于圖2時擺線輪A、B位置示意圖，相位角θ≈180°-α＜180°圖4直齒雙片薄齒輪錯齒周向彈簧式調整法，該圖中1-短柱、2-彈簧、3、4-薄片齒輪圖5直齒雙片薄齒輪錯齒可調拉簧式調整法，該圖中：1、2-薄片齒輪、3-凸耳、4-彈簧、5、6-螺母、7-調節螺釘圖6斜齒圓柱齒輪墊片錯齒調整法，該圖中：1、2-薄片齒輪、3-寬齒輪、4-墊片圖7斜齒圓柱齒輪軸向壓簧錯齒調整法，該圖中：1、2-薄片齒輪、3-寬齒輪、4-調整螺母、5-彈簧，本調整法的優點是齒側隙可以自動補償圖8《精密擺線針輪行星傳動裝置》(ZL200810069737)說明書附圖【具體實施方式】如圖1～3所示，一種工業機器人零回差內擺線減速器，包括擺線及行星部件，所述擺線部件包括內擺線齒圈1、左、右剛性盤20、3、擺線輪A、B、第一、二偏心套12、11，所述左、右剛性盤20、3用第一、二軸承21、2支承在內擺線齒圈1兩側，所述行星部件包括輸入軸6、輸入軸6上太陽輪18、行星輪17及三行星軸15，所述輸入軸6用第三、四軸承19、5分別支承在左、右剛性盤20、3中心孔，所述行星軸15兩側用第五、六軸承14、7分別支承在左、右剛性盤20、3的周邊孔中，其特征在于：所述第五、六軸承14、7內圈端面處分別設有第一、二彈性擋圈16、8，二彈性擋圈間分別設有第一、二偏心套12本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種工業機器人零回差內擺線減速器，包括擺線部件及行星部件，所述擺線部件包括內擺線齒圈(1)、左、右剛性盤(20、3)、擺線輪(A、B)及第一、二偏心套(12、11)，，所述左、右剛性盤(20、3)用第一、二軸承(21、2)分別支承在內擺線齒圈(1)兩側內孔，所述行星部件包括輸入軸(6)、輸入軸(6)上的太陽輪(18)、行星輪(17)及均布的三行星軸(15)，所述輸入軸(6)用第三、四軸承(19、5)分別支承在左、右剛性盤(20、3)中心孔，所述三行星軸(15)兩側用第五、六軸承(14、7)分別支承在左、右剛性盤(20、3)周邊孔中，其特征在于：所述第五、六軸承(14、7)內圈端面處分別設有第一、二彈性擋圈(16、8)，二彈性擋圈間分別設有第一、二偏心套(12、11)，所述第一偏心套(12)緊固在行星軸(15)上，第二偏心套(11)與行星軸(15)滑配，第二偏心套(11)與第二彈性擋圈(8)間設復位彈簧(9)，所述第一、二偏心套(12、11)內側端面為梯形齒、或三角齒嚙合；所述擺線輪(A)輪齒與內擺線齒圈(1)上半區內齒逆時針一側靠緊，而擺線輪(B)輪齒與內擺線齒圈(1)下半區內齒順時針一側靠緊，此時二擺線輪相位角θ＜180°；所述第一、二偏心套(12、11)用第一、二滾針軸承(13、10)分別支承在擺線輪(A、B)銷孔中，所述第二偏心套(11)頸部(111)外徑應小于第二滾針軸承(10)內圈外徑，使第二偏心套(11)沿軸向移動時不受阻于第二滾針軸承(10)的滾針。...

【技術特征摘要】
1.一種工業機器人零回差內擺線減速器，包括擺線部件及行星部件，所述擺線部件包
括內擺線齒圈(1)、左、右剛性盤(20、3)、擺線輪(A、B)及第一、二偏心套(12、11)，，
所述左、右剛性盤(20、3)用第一、二軸承(21、2)分別支承在內擺線齒圈(1)兩側
內孔，所述行星部件包括輸入軸(6)、輸入軸(6)上的太陽輪(18)、行星輪(17)及均
布的三行星軸(15)，所述輸入軸(6)用第三、四軸承(19、5)分別支承在左、右剛性
盤(20、3)中心孔，所述三行星軸(15)兩側用第五、六軸承(14、7)分別支承在左、
右剛性盤(20、3)周邊孔中，其特征在于：
所述第五、六軸承(14、7)內圈端面處分別設有第一、二彈性擋圈(16、8)，二彈
性擋圈間分別設有第一、二偏心套(12、11)，所述第一偏心套(12)緊固在行星軸(15)
上，第二偏心套(11)與行星軸(15)滑配，第二偏心套(11)與第二彈性擋圈(8)間
設復位彈簧(9)，所述第一、二偏心套(12、11)內側端面為梯形齒、或三角齒嚙合；
所述擺線輪(A)輪齒與內擺線齒圈(1)上半區內齒逆時針一側靠緊，而擺線輪(B)
輪齒與內擺線齒圈(1)下半區內齒順時針一側靠緊，此時二擺線...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳聲震，
申請(專利權)人：吳小杰，
類型：發明
國別省市：浙江;33