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最近几年工业机器人很火,很多大公司,小公司都在搞这个,都想到这个很有前景的市场里分一杯羹。说起机器人,不得不提到减速器。目前机器人减速器全球几乎被日本两家公司垄断。一个是帝人,一个是HD。他们两个前一个做RV减速器,后一个做谐波减速器,前者用在受力大的关节,后者用在受力小的关节。
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RV减速器就我了解,中国没有成熟产品在市场上卖。谐波减速器中国倒是有几家,拿的出手的,能用在机器人上的,就我了解只有一家,其他的用在机器人上都不太靠谱。
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- F. i9 L) N. d: G Q* y RV减速器结构复杂零件多,与之相比谐波减速器结构简单,零件少,所以国内有几家能做这个。但它作为精密减速器,做出来容易,做的好,精度高,寿命长,还能承受较高负载满足机器人的使用要求还是很难的。 N2 n2 U' E# z0 I- a. f7 c
+ [3 N. U* j* o% ?( Y2 B0 b 作为一名谐波减速器设计师,跟大伙讲讲它的难点所在。- M& H* N% n3 A1 r
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首先,不谈设计的好不好,符不符合理论,做成后效果如何,就说谐波减速器做出来,做的跟设计的一致,就有两道门槛要跨过去,加工和检测。
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先说加工,这种减速器的齿都是小模数齿,模数大多位于0.15至0.5之间,国内顶级的做刀具的都做不了,因为模数太小。外国太小模数的刀具不对中国卖。光刀具一环就把一些人卡死了,导致设计的东西加工不出来。. ^1 p6 I$ j! _) E2 g
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然后是检测,目前没有发现什么好的检测设备可以准确的检测齿形的加工情况,因为齿实在太细,精度要求太高,检测这一环,也有许多人过不去。3 a0 i. \9 I% e6 T, }
) R( C: W, Q6 t 说完加工和检测,就是设计了。设计的理论也是一大难关。
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, \! \% N' U9 o/ M: D/ p1 O 首先,关于这方面的资料实在是太少太少了。像《机械设计手册》,《齿轮手册》,这些大部头的工具书只是对它有提及。仅仅只有几本八九十年代的书,是专门讲这个的,请注意,是八九十年代。尽管是专门讲这个的,但也都讲得很浅,只有笼统的一个原理,深入的细节都没有讲。这几本书有国内的和前苏联的,国内的《谐波齿轮传动技术手册》质量高一些,讲的全面些,年代也最新。前苏联的是《谐波齿轮传动》------伊万诺夫写的,质量高些,与前一本比讲解的要深入些,很多国内书籍没有提到的问题它上面都有讲,研究这个的一定不要错过这本书。
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但是悲哀的是,这些书上的原理都是流于表面,给出的结论更是不靠谱的。按照上面的结论做出的成品,用起来噪音大,间隙大,精度更不用谈,跟国外的没得比,只能说书上的那一套方法太落后,也许能符合那个年代的要求,但不符合现代机器人的使用要求。
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网上的论文倒是不少,但质量只能让人呵呵呵。原理都是基于上面说的那几本书,然后掺一些数学方法进去,再用有限元软件做个模拟分析,结论就出来了。首先基于的原理就已经不太靠谱,没有深入实际,更何况连样机都没加工出来,这些论文也只能在那里论论,没什么实际指导作用。
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8 P$ n9 c+ |+ ^/ M 我们抛弃了那些书本和论文,做了许多探索,更改,做出的产品反而进步不少。噪音,精度,寿命方面有很大的提高。
. ]3 h; n* r0 C" ^6 T 如果想深入了解谐波减速器的深入实际的原理,推荐大家去看国外的专利资料。
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另外减速器的材料,热处理,这些技术国内跟国外比也有许多差距。& o* q% J- E+ \. `' @
" s V5 ?+ k+ ]0 A3 [+ n 以上就是我个人所了解的谐波减速器的难点所在,以及个人阅读资料的一些经验。个人观点,仅供参考,如有错误,偏颇的地方,欢迎大家指正。
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补充内容 (2015-9-12 11:51):
* l, l6 z2 o5 l* n9 A 补充一下,准确说《谐波传动技术手册》这本书的结论还是有点靠谱的,研究这个的可以去试试它的结论,看看做出来的实际效果。不过它还只是有点靠谱,只是有点,因为它基于的原理并没有深入的切合实际。 |
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