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矢量摆线减速机在高速SCARA机器人上的安装与应用

发布时间:2019-05-28 06:00:56 浏览量:1029 【返回上一页】

SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm,水平多关节机器人),是一种圆柱坐标型的特殊类型的工业机器人。SCARA 机器人有 3 个旋转关节,其轴线相互平行,可在平面内进行定位和定向。还有一个关节是移动关节,用于完成末端件在垂直于平面的运动。这类机器人的结构轻便、响应快,比一般关节式机器人快数倍。它最适用于平面定位和垂直方向进行装配的作业。SCARA 系统在 x、y 方向上具有柔性,在 Z 轴方向具有良好的刚度,因此特别适合装配工作。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,适合搬动和取放物件,如集成电路板、药品、食品等。

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海尚集团自主原创开发的一款全新矢量摆线减速机,其各项性能指标均达到国际先进水平,已申请**专利并获批。本文就一种典型高速SCARA机器人的机械结构在设计、制造、装配过程中所采取的措施进行探讨,展示矢量摆线减速机的安装与使用。

矢量摆线减速机

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海尚集团成功研发的矢量摆线(SD)减速机技术是全球第四大机器人关节减速机技术,填补了国内高端精密减速机的技术空白,该技术设计原理不是用齿轮做传动,而是均布钢球依摆线槽在槽内做滚动传动,使用输入轴(偏心轴)作为轨迹发生器,经差动变速器配合输入轴偏心运动完成输出从而实现减速,以十字滑块为驱动板达到零背隙,提了传动精度和传递效率,牵一发而动全身,实现了绝对摆线,输入功率平均分配,均匀负载,无受力死角。

以创新的设计理念,独特的加工工艺和精密的加工检测设备,辅以专用的装配工装和机械手来共同打造完成的,它整合了RV减速机和谐波减速机的刚度好、精度/效率高、速比范围广、噪音低、寿命长、体积小、扭矩大等特点 。它的应用非常广,它适用于机器人产业领域全系列;新能源汽车驱动;高精密机床及自动化生产线设备;军工等领域,性能和外形尺寸完全可替代RV和谐波减速机。


?  矢量摆线减速机结构

以钢球作为传动部件,与摆线滚道组成的无隙摆线滚道啮合副,替代齿轮啮合,实现零背隙,低噪音,易安装,高定位精度,高效率特性。

1)不采用齿轮做传动,使用输入轴(偏心轴)作为轨迹发生器,经过差动变速器由随动板、**、第二交叉滚柱配合输入轴偏心运动完成输出来实现减速。

2)具有结构紧凑、噪音低、重量轻、体积小、零间隙、传动平稳、输出精度高等优点,传动效率高达93%以上。

3)实现减速机输出平稳 ,机械磨损率低,消除原减速机S形摆线槽或十字滑块设计缺陷。

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矢量摆线减速机剖面图

4)通过随动板、**、第二交叉滚柱、差动变速器实现自动调整输入轴(偏心轴) 的运动与偏心量完全吻合,减速机的传动滚珠(运动)和差动变速器轨迹完全吻合。

5)采用球珠结构有利于热传导,降低减速机温升、噪音,提高使用寿命。

?  矢量摆线减速机五大优势

高精度SD减速机可满足所有工业领域的需求,即使是**要求的客户。


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1)零背隙

内部采用滚珠摆线,达到零背隙运行。


2)无死角

摆线运动轨迹,实现无死角运转。


3)全接触

所有钢球同时参与啮合运动,重合度高,传动平稳,传动精度也高。


4)中空设计

①大中空设计,配合伺服取代传统行星减速机。

②可有效整合电机设计。


5)长寿命

采用球珠取代滚柱有利于热传导,避免了磨损率增高,设计寿命长达80000小时。

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SCARA 机器人机械结构


 一种典型高速的 SCARA 机器人机械结构(如图所示)



?  细节设计


1) 矢量摆线减速机的安装必须要完全定位:以减速机法兰端面为轴向定位基准。以减速机外径为径向定位尺寸。


2)矢量摆线减速机与安装底座应注意避免干涉。


3)注意安装螺钉长度。


4)减速机本体上的螺钉不能拆卸。


5)注意矢量摆线减速机相配零件的形位公差。

① 与矢量摆线减速机连接固定的安装平面形位公差为:平面度0.02mm、垂直度0.02mm,螺纹孔或者通孔位置度0.1mm。

② 尽量减少需相配合零件的数量,防止尺寸链过长产生的累积误差。


6)过渡法兰止口公差配合。

矢量摆线减速机与伺服电机共有 3 处公差配合,如图中①②③所示。为了防止“过定位”,需要将过渡法兰止口公差放大。

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减速机安装示意图


?  加工工艺要求


矢量摆线减速机对回转轴线的倾斜非常敏感,故加工时必须考虑合适的工艺方案,尤其要保证相应的形位公差。


?  装配工艺要求


1)装配环境要求

矢量摆线减速机必须在足够清洁的环境下安装,安装过程中不能有任何异物进入减速机内部,以免使用过程中造成减速机的损坏。


2)装配工具

包括相应规格的扭矩扳手、定量加油器具、无尘纸、密封胶等。


3)装配要点

矢量摆线减速机安装时,螺钉以十字交叉的方式锁紧,以 4-5 次均等递增加力至螺钉对应锁紧,完成以后将电机设定100r/min运行,检查有无异响。


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螺钉对应锁紧力矩

矢量摆线减速机做为一种一体式精密减速机,其应用涉及到产品的设计、制造、装配的全过程。它不仅对设计者、生产制造者,也对装配者提出了诸多要求。任何一个环节如未能得到有效控制,都将影响矢量摆线减速机的应用。


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