顛末半個世紀(jì)的開展，工業(yè)機器人果其反復(fù)精度高、可靠性好、抗卑劣情況才能強等優(yōu)點，曾經(jīng)正在汽車制造等多個范疇廣泛應(yīng)用。工業(yè)機器人的提高使用是汽車企業(yè)實現(xiàn)自動化出產(chǎn)，進步產(chǎn)品質(zhì)量跟出產(chǎn)服從，勤儉勞動力跟制造本錢、加強行業(yè)競爭力的無效手腕。
海內(nèi)工業(yè)機器人制造產(chǎn)業(yè)從20世紀(jì)80年月“七五”科技攻關(guān)起頭起步，正在國度科技攻關(guān)項目“863”籌劃的撐持下，顛末十幾年的研制、出產(chǎn)跟使用，使中國的機器人產(chǎn)業(yè)從無到有，跨出了一大步?，F(xiàn)階段，從中國工業(yè)機器人市場來看，外洋入口的工業(yè)機器人所占重比力年夜，與外資品牌比擬，形成國產(chǎn)機器人正在無故障運轉(zhuǎn)工夫、定位精度、定位速率和精度連結(jié)度方面的差異次要表現(xiàn)正在焦點零部件技巧沒有達(dá)標(biāo)。工業(yè)機器人軸承作為工業(yè)機器人的要害配套元件，對機器人的運行平穩(wěn)性、反復(fù)定位精度、反轉(zhuǎn)展轉(zhuǎn)精確度和事情的可靠性等要害性能指標(biāo)存在緊張影響。
工業(yè)機器人公用配套軸承的特色與分類
古代工業(yè)機器人的標(biāo)的目的開展趨于輕型化，那便要求與其配套的軸承存在加倍輕巧的布局。因為軸承要正在有限的裝置空間里知足工業(yè)機器人主機對軸承承載能力、精度、剛度跟摩擦力矩的機能要求，選用尺度的通用軸承很難知足這類要求，而薄壁軸承尋求形狀極限尺寸，存在重量輕、體積小、精度高、壽命長等優(yōu)秀機能，可能很好地解決這一問題。
工業(yè)機器人公用軸承次要有等截面薄壁軸承、薄壁穿插圓柱滾子軸承、RV減速器用軸承及諧波減速器用柔性軸承等，它們大多采取非標(biāo)準(zhǔn)、多滾動體等計劃準(zhǔn)則。
快遞分揀機器人分解圖1.等截面薄壁軸承
與平凡軸承分歧，該種軸承每一個系列中橫截面大多為正方形，且尺寸被計劃為固定值：正在同一個系列中橫截面尺寸是穩(wěn)定的，它沒有隨內(nèi)徑尺寸增大而增大，故稱之為等截面薄壁軸承。等截面薄壁球軸承包羅薄壁四點打仗球軸承系列，薄壁角打仗球軸承系列跟薄壁深溝球軸承系列三種系列，多被使用于工業(yè)機器人的腰部、肘部、腕部。正在內(nèi)徑尺寸不異的環(huán)境下，薄壁等截面球軸承比尺度滾動軸承裝的鋼球數(shù)多，是以改良了軸承外部受力漫衍，減小了鋼球與溝道打仗處的彈性變形，進步軸承的承載能力。
圖1等截面薄壁軸承
2.薄壁穿插圓柱滾子軸承
薄壁穿插圓柱滾子軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)采取滾子呈90°彼此垂直穿插擺列，單個軸承能同時蒙受徑向力、雙向軸向力與顛覆力矩的配合作用，滾子之間裝有距離連結(jié)器或許斷絕塊，可以防備滾子的傾斜或滾子間的彼此磨察，無效防備了摩擦力矩的增長。此外，滾子垂直穿插擺列的布局可以制止?jié)L子的鎖死景象；同時又由于軸承表里圈是宰割的布局，空隙可調(diào)，即便被施加壓力，也能取得較下的扭轉(zhuǎn)精度。薄壁穿插滾子軸承以其輕型布局與優(yōu)越的機能次要用于機器手臂、要害式機器人肩部、腰部、臀部等。
分揀機器人會議分揀機器人怎么畫圖2薄壁穿插圓柱滾子軸承
3.RV減速器軸承
RV減速器又稱周詳軸承減速器，它以其體積小，抗沖擊力強，扭矩年夜，定位精度初等諸多優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機器人。關(guān)于RV減速器，軸承的形狀布局、周詳定位是其結(jié)構(gòu)緊湊、剛性優(yōu)秀、傳動周詳關(guān)鍵因素，RV減速器軸承包羅多種薄壁軸承系列及圓柱滾子保持架組件系列。
圖3RV減速器及軸承組件
4.諧波減速器
智能視覺分揀機器人原理諧波減速器是一種靠波發(fā)生器使柔輪發(fā)生可控彈性變形，應(yīng)用柔性軸承可控的彈性變形去傳送運動跟能源的，其特色是結(jié)構(gòu)緊湊、運動精度高、傳動比年夜，多用于中小轉(zhuǎn)矩的機器人樞紐。柔性軸承是諧波減速器的核心部件，經(jīng)由過程軸承的彈性變形到達(dá)下減速比的要求，并且，諧波減速器壽命次要在于柔性軸承壽命。柔性軸承事情中隨柔輪的彈性變形不休的發(fā)生變化，不只蒙受輪回應(yīng)力載荷，并且蒙受交變應(yīng)力載荷。
圖4諧波減速器及柔性軸承
工業(yè)機器人公用配套軸承現(xiàn)有技巧
工業(yè)機器人公用配套軸承軸承不只是工業(yè)機器人樞紐體系遷移轉(zhuǎn)變與運動的核心部件，作為承載元件，其整體機能好壞對系統(tǒng)的平安、高效的運轉(zhuǎn)有著至關(guān)重要的作用。薄壁軸承柔性特點對機器人靜態(tài)機能、載荷才能及運動精度的影響已不容忽視。
1.工業(yè)機器人配套軸承計劃準(zhǔn)則
平常通用軸承布局情勢及主參數(shù)的肯定是以額外動載荷為方針函數(shù)，正在必然的約束條件下，經(jīng)由過程優(yōu)化失掉。薄壁軸承正在利用進程中，不只要有較大的額外動載荷以保障軸承有充足的承載能力，還要有較強的剛度跟較小的摩擦力矩以保障機器人主機的定位精度、靈巧運行。是以正在軸承計劃剖析進程中應(yīng)將額外動載荷、剛度跟摩擦力矩3個目標(biāo)作為方針函數(shù)停止多方針優(yōu)化計劃，同時側(cè)重思量這些參數(shù)的變更對軸承機能方面所發(fā)生的分歧影響。
柔性軸承屬于特別的薄壁球軸承，部門計劃可參照薄壁球軸承的計劃方式，如主參數(shù)鋼球直徑、溝曲率系數(shù)、溝徑的取舍跟計較、資料的取舍、熱處理及車、磨加工工藝等。但因為它的特別利用要求，其主參數(shù)如鋼球數(shù)目、球組節(jié)圓直徑、擋邊直徑、填球角、保持架球兜直徑跟外形、游隙的拔取跟計算公式須要作響應(yīng)轉(zhuǎn)變。
2.機器人用軸承關(guān)鍵技術(shù)
薄壁軸承背游隙的精準(zhǔn)控制技術(shù)。工業(yè)機器人軸承要求運行安穩(wěn)，要有適合的啟動摩擦力矩，是以軸承出產(chǎn)、拆卸時要有適合量的背游隙。軸承的背游隙過大或過小會間接影響軸承的噪聲、振動與壽命，因為機器人用薄壁軸承表里套圈的壁厚較薄，采取加載加載方法丈量游隙時，易招致套圈變形，背游隙的量很易節(jié)制，須要采取特別的加工拆卸方式跟工藝，并利用特別的拆卸對象。
薄壁角打仗球軸承拆卸高度的正確節(jié)制。機器人結(jié)構(gòu)緊湊，裝置空間正確，要求軸承的拆卸下的誤差嚴(yán)厲，并且國外同類軸承的拆卸下也節(jié)制極為嚴(yán)厲。因為薄壁角打仗球軸承套圈壁厚很小，極易發(fā)生變形，各尺寸精度難以正確節(jié)制，表里圈及滾動體選配尺寸難以嚴(yán)格控制，形成軸承拆卸后拆卸下誤差過大。是以，要念實現(xiàn)薄壁角打仗球軸承拆卸下的正確節(jié)制，以至到達(dá)全能配對的目標(biāo)，必需對軸承停止特別的溝地位計劃、磨加工工藝制訂、正確的選配等，同時增長軸承凸出量的修磨工藝。
薄壁軸承的精準(zhǔn)拆卸技巧。因為機器人公用系列周詳軸承壁厚超薄，剛度好，采取平凡的拆卸方式及模具，正在加熱裝共同套時極易變形。是以，要實現(xiàn)薄壁軸承的周詳拆卸，到達(dá)廢品的各項目標(biāo)，必需采取針對薄壁軸承的拆卸尺寸選配、拆卸工藝制訂跟特別的拆卸模具及附件，對選配好的軸承套圈停止嚴(yán)厲的修磨，擬定具體、嚴(yán)厲的拆卸工藝，并研制公用的裝共同套對象及附件，以保障軸承拆卸后的精度。
分揀機器人的應(yīng)用空間薄壁軸承套圈表里徑非打仗丈量技巧。薄壁軸承套圈壁厚十分薄須要周詳車跟磨來到達(dá)所要求的公役，同時薄壁軸承套圈表面參數(shù)的丈量精度要求也極下，采取傳統(tǒng)的檢測手腕，如尺度軸承外徑丈量利用的D913儀器，用0.001的扭簧表丈量，要求有必然的測力，可是表的測力人為很難正確節(jié)制，間接影響薄壁套圈的外徑丈量精度，沒法知足檢測的需要。是以，須要對薄壁軸承套圈表里徑測量方法停止研討，以非打仗光學(xué)周詳丈量技巧為根底，綜合運動計算機自動視覺、圖像處理、周詳運動節(jié)制及計算機控制等相關(guān)技巧，研制開發(fā)一套薄壁軸承套圈中表面公用丈量儀器。
基于機器人工況前提的軸承綜合性能實驗技巧。為了審核跟評估機器人軸承的機能、壽命及可靠性，裝機前必需停止模擬實驗或批量生產(chǎn)時抽樣實驗，以確保裝機的軸承機能不變靠得住。因為機器人軸承布局的特殊性，須要研制公用的軸承的試驗裝置，并停止模擬工況實驗，檢測軸承的振動、溫度、載荷、轉(zhuǎn)速、摩擦力矩及扭轉(zhuǎn)精度等機能，依據(jù)所配套的機器人的用途及利用要求，擬定響應(yīng)的實驗范例，實現(xiàn)劃定數(shù)目跟時限的壽命實驗，并對實驗后各項檢測與試驗前數(shù)據(jù)停止比照剖析，從而評價軸承的使用性能、壽命及可靠性是不是滿足要求。
機器人軸承個性技巧研討近況
海內(nèi)工業(yè)機器人配套軸承大部分依賴入口，少數(shù)廠家雖然出產(chǎn)制造工業(yè)機器人配套軸承，但批量小、種類規(guī)格少，零部件通用化水平低，供貨周期長，本錢下，并且質(zhì)量沒有不變，這些因素嚴(yán)峻制約了海內(nèi)工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的畸形開展。
現(xiàn)階段，我國處置工業(yè)機器人配套軸承研發(fā)的單元大多集合正在河南洛陽。洛陽軸研科技股份有限公司早正在“七五”時代初次開展機器人技巧攻關(guān)，負(fù)擔(dān)了此中的子課題《機器人公用軸承的開辟研討》，對焊接、噴涂、拆卸機器人用薄壁四點打仗球軸承跟薄壁穿插圓柱滾子軸承停止了計劃、試制、機能檢測及壽命實驗，與德國YAO及日本THK同類軸承比照成果，到達(dá)了國際同類產(chǎn)品技術(shù)水平。研制產(chǎn)物使用于大連組合機床研究所12千克焊接機器人、廣州機床研究所50千克搬運機器人、機器工業(yè)自動化研究所75千克焊接機械人均知足主機要求。近年來，軸研科技股份有限公司對薄壁軸承的布局特色、剛度、精度、摩擦力矩、預(yù)緊跟使用等停止商量，定性分析了薄壁軸承計劃要思量的問題跟軸系支承剛度對軸承變形的影響，為海內(nèi)工業(yè)機器人公用配套軸承的系列開辟供給了無力的技巧支持跟研討根底。
洛陽LYC軸承公司針對諧波傳動用柔性軸承的類型、布局特色、軸承資料及熱處理工藝、尺寸公役跟扭轉(zhuǎn)精度、滾動體精度、游隙、磨練方式等停止了深入研究。河南科技大學(xué)提出了輕量化綠色化長壽命薄壁四點打仗球軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計方式，研討了軸承無效壁厚與承載能力、啟動摩擦力矩等要害性能指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)，找到了保障壽命與可靠性前提下的最小壁厚，從而進步軸承資料利用率、降低軸承重量，節(jié)約能源，性能指標(biāo)跨越了國外同類產(chǎn)物。
北京諧波技巧研究所正在思量到柔性軸承事情特色、滾動體向心力作用和EHL油膜影響的條件下，提出了一種剖析計較柔性軸承載荷漫衍跟接觸應(yīng)力的方式，關(guān)于依照動負(fù)荷才能去計較柔性軸承的許用載荷存在必然意思。
洛陽維斯格軸承、洛陽鴻元軸承、上海烈力軸承等單元也皆依附本人研發(fā)出產(chǎn)的工業(yè)機器人公用配套軸承或使用工程項目活潑正在現(xiàn)今國內(nèi)外工業(yè)機器人公用軸承市場上。另外，一些科研院所跟大學(xué)也均正在停止高端工業(yè)機器人軸承制造技巧及使用名目方面的研發(fā)事情。
我國工業(yè)機器人配套軸承發(fā)展趨勢
只管我國軸承行業(yè)的開展范圍曾經(jīng)十分重大，可是海內(nèi)工業(yè)機器人配套軸承中，大部分依賴入口。現(xiàn)階段海內(nèi)少數(shù)廠家雖然出產(chǎn)制造工業(yè)機器人配套軸承，也果批量小、種類規(guī)格少，零部件通用化水平低，供貨周期長，本錢初等緣故原由，正在海內(nèi)市場的銷售額占總銷售額的比例不到10％。我國從20世紀(jì)80年月起頭，接連投進數(shù)億元資金，花了幾十年的工夫，對機器人焦點零部件停止攻關(guān)跟研發(fā)。從產(chǎn)品設(shè)計上來看，海內(nèi)工業(yè)機器人配套軸承的應(yīng)知足輕量化、高精度、高可靠性三大目標(biāo)，從行業(yè)開展上來看，國產(chǎn)機器人軸承須要向產(chǎn)物要多樣化、規(guī)?；鷩H化開展，正在進步軸承質(zhì)量的同時美滿的實驗范例及尺度，早日實現(xiàn)工業(yè)機器人配套軸承國產(chǎn)化的方針。
軸承是工業(yè)機器人緊張的要害零部件之一，它的國產(chǎn)化關(guān)聯(lián)到國產(chǎn)機器人產(chǎn)業(yè)的整體競爭力。針對國產(chǎn)機器人產(chǎn)業(yè)開展需要，迫切需要展開工業(yè)機器人配套軸承研制和產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，確保軸承各項性能指標(biāo)均到達(dá)國際進步前輩程度的條件下降低生產(chǎn)本錢，為進一步美滿工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)做籌備，爭奪正在2020年培養(yǎng)3~5家存在國際競爭力的龍頭企業(yè)跟8～10個配套產(chǎn)業(yè)集群，以進步國產(chǎn)機器人的市場競爭力，鞭策智能配備產(chǎn)業(yè)開展。
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