工業機器(qì)人(rén)的核心：RV減速機的前世今生(shēng)
一(yī)、RV減速機的機械原理(lǐ)
德國人(rén)勞倫茲·勃朗于1926年創造性地提出了(le)一(yī)種少齒差行星傳動機構，它是用外擺線作(zuò)為(wèi)齒廓曲線的，這(zhè)就(jiù)是最早期的針擺行星傳動，由于兩個(gè)齧合齒輪其中之一(yī)采用了(le)針輪的形式，這(zhè)種傳動也(yě)被稱做擺線針輪行星齒輪傳動。
RV傳動一(yī)種全新(xīn)的傳動方式，它是在傳統針擺行星傳動的基礎上(shàng)發展出來(lái)的，不僅克服了(le)一(yī)般針擺傳動的缺點，而且因為(wèi)具有體(tǐ)積小、重量輕、傳動比範圍大、壽命長、精度保持穩定、效率高、傳動平穩等一(yī)系列優點。
以RV-E型減速機為(wèi)例
第1減速部…正齒輪減速機構
輸入軸的旋轉從輸入齒輪傳遞到直齒輪，按齒數比進行減速。這(zhè)是第一(yī)減速部。
第2減速部…差動齒輪減速機構
直齒輪與曲柄軸相連接，變為(wèi)第二減速部的輸入。在曲柄軸的偏心部分(fēn)，通過滾動軸承安裝RV齒輪。另外，在外殼内側僅比RV齒輪數多一(yī)個(gè)的針齒，以同等的齒距排列。
如(rú)果固定外殼轉動直齒輪，則RV齒輪由于曲柄軸的偏心運動也(yě)進行偏心運動。此時(shí)如(rú)果曲柄軸轉動一(yī)周，則RV齒輪就(jiù)會沿與曲柄軸相反的方向轉動一(yī)個(gè)齒。這(zhè)個(gè)轉動被輸出到第2減速部的軸。将軸固定時(shí)，外殼側成為(wèi)輸出側。
二、RV減速機對機器(qì)人(rén)的重要性
機器(qì)人(rén)第一(yī)關(guān)節到第四關(guān)節全部使用RV減速機，輕載機器(qì)人(rén)第五關(guān)節和第六關(guān)節有可能(néng)使用諧波減速機。重載機器(qì)人(rén)所有關(guān)節都需要使用RV減速機。平均而言，每台機器(qì)人(rén)使用4.5台RV減速器(qì)。2013年世界機器(qì)人(rén)銷量18萬台，需使用減速機90萬台。
工業機器(qì)人(rén)的動力源一(yī)般為(wèi)交流伺服電機，因為(wèi)由脈沖信号驅動，其伺服電機本身(shēn)就(jiù)可以實現(xiàn)調速，為(wèi)什(shén)麽工業機器(qì)人(rén)還需要減速器(qì)呢(ne)？工業機器(qì)人(rén)通常執行重複的動作(zuò)，以完成相同的工序；為(wèi)保證工業機器(qì)人(rén)在生(shēng)産中能(néng)夠可靠地完成工序任務(wù)，并确保工藝質量，對工業機器(qì)人(rén)的定位精度和重複定位精度要求很高。因此，提高和确保工業機器(qì)人(rén)的精度就(jiù)需要采用RV減速器(qì)或諧波減速器(qì)。精密減速器(qì)在工業機器(qì)人(rén)中的另一(yī)作(zuò)用是傳遞更大的扭矩。當負載較大時(shí)，一(yī)味提高伺服電機的功率是很不劃算(suàn)的，可以在适宜的速度範圍内通過減速器(qì)來(lái)提高輸出扭矩。此外，伺服電機在低(dī)頻運轉下(xià)容易發熱和出現(xiàn)低(dī)頻振動，對于長時(shí)間(jiān)和周期性工作(zuò)的工業機器(qì)人(rén)這(zhè)都不利于确保其精确、可靠地運行。
精密減速器(qì)的存在使伺服電機在一(yī)個(gè)合适的速度下(xià)運轉，并精确地将轉速降到工業機器(qì)人(rén)各部位需要的速度，提高機械體(tǐ)剛性的同時(shí)輸出更大的力矩。與通用減速器(qì)相比，機器(qì)人(rén)關(guān)節減速器(qì)要求具有傳動鏈短、體(tǐ)積小、功率大、質量輕和易于控制等特點。
大量應用在關(guān)節型機器(qì)人(rén)上(shàng)的減速器(qì)主要有兩類：RV減速器(qì)和諧波減速器(qì)。相比于諧波減速器(qì)，RV減速器(qì)具有更高的剛度和回轉精度。因此在關(guān)節型機器(qì)人(rén)中，一(yī)般将RV減速器(qì)放(fàng)置在機座、大臂、肩部等重負載的位置；而将諧波減速器(qì)放(fàng)置在小臂、腕部或手部；行星減速器(qì)一(yī)般用在直角坐标機器(qì)人(rén)上(shàng)。
同時(shí)，RV減速機較機器(qì)人(rén)中常用的諧波傳動具有高得多的疲勞強度、剛度和壽命，而且回差精度穩定，不像諧波傳動那樣随着使用時(shí)間(jiān)增長運動精度就(jiù)會顯著降低(dī)，故世界上(shàng)許多國家高精度機器(qì)人(rén)傳動多采用RV減速器(qì)，因此，該種RV減速器(qì)在先進機器(qì)人(rén)傳動中有逐漸取代諧波減速器(qì)的發展趨勢。
三、RV減速機發展編年史
1、1926年 德國人(rén)勞倫茲·勃朗于創造性地提出RV減速機原理(lǐ)
2、1931年 勞倫茲·勃朗在德國慕尼黑創建了(le)“賽古樂(yuè)”股份有限公司，最先開始了(le)擺線減速器(qì)的制造和銷售
3、1939年，日本住友公司和“賽古樂(yuè)”公司簽定了(le)技術合作(zuò)協議(yì)，并生(shēng)産銷售；
4、1944年，日本帝人(rén)精機成立，這(zhè)個(gè)未來(lái)的RV減速機霸主，在飛機制造、紡織機械、機床等多個(gè)行業碩果累累；
5、1950年-1960年，擺線磨床的出現(xiàn)，解決了(le)擺線齒形的精度不高的難題，使擺線傳動得到了(le)進一(yī)步的發展。
6、1956年，日本納博克公司發售全球第一(yī)個(gè)自動門，在市(shì)場(chǎng)上(shàng)展露頭角。
7、1980年左右，日本帝人(rén)精機提出RV傳動理(lǐ)論，着手應用于機器(qì)人(rén)行業。
8、1986年，日本帝人(rén)精機RV減速機正式大規模生(shēng)産，取得成功；
9、2003年，帝人(rén)精機和納博克合并組成Nabtesco（納博特斯克）公司，并取得快(kuài)速發展，現(xiàn)在已成為(wèi)RV減速機行業的領頭羊，占據了(le)60%以上(shàng)的市(shì)場(chǎng)，特别在中/重負荷機器(qì)人(rén)上(shàng)，其RV減速機市(shì)場(chǎng)占有率高達90%。
四、中國RV減速機行業發展現(xiàn)狀
從2015到2017年，RV減速機今年預計能(néng)達到6W台，諧波減速機達到7-8W台。預計到2018年一(yī)定會有更大的增長，從上(shàng)圖看來(lái)，中國機器(qì)人(rén)網記者認為(wèi)：國産減速機市(shì)場(chǎng)量并沒有某些(xiē)激進媒體(tǐ)報(bào)道的那麽大，也(yě)不如(rú)某些(xiē)消極的媒體(tǐ)所說(shuō)，國産減速機與國外産品相比沒有競争力。通過幾年的發展和努力，到明年，國産和進口的RV和諧波減速機在中國市(shì)場(chǎng)上(shàng)應該可以各占50%左右。
在市(shì)場(chǎng)反饋上(shàng)面，振康的減速機已經累計投放(fàng)市(shì)場(chǎng)四年，沒有出現(xiàn)任何重大的性能(néng)問題，在産品的一(yī)緻性方面達到甚至超過進口産品；在壽命方面，目前市(shì)場(chǎng)上(shàng)的産品最長使用無故障時(shí)間(jiān)接近四年，并且仍處在良好(hǎo)(hǎo)的運行狀态；在價格方面差距逐漸縮小，進口減速機比振康減速機價格高20%~30%，振康減速機比其它國産減速機品牌高約20%。
現(xiàn)在日本納博特斯克也(yě)在新(xīn)建工廠，運用新(xīn)技術來(lái)擴大産能(néng)。南(nán)通振康也(yě)在今年下(xià)半年着手建立減速機加工的無人(rén)化(huà)車間(jiān)。就(jiù)工藝和技術方面，國内外都已經很成熟了(le)，但(dàn)是在裝配這(zhè)一(yī)部分(fēn)還實現(xiàn)不了(le)。包括日本目前所有減速機的裝配還是要依靠人(rén)工，這(zhè)一(yī)塊難度非常大，也(yě)是目前所有減速機廠商(shāng)希望攻克的一(yī)個(gè)難關(guān)。
據中國機器(qì)人(rén)網了(le)解，2013年進口RV減速機價格至少在1萬以上(shàng)，振康售價是5千，經過四年市(shì)場(chǎng)的變化(huà)，現(xiàn)在日本減速機價格在6千左右，當然這(zhè)不是市(shì)場(chǎng)價格的最終結果。減速機的性價比隻有高到一(yī)定程度才能(néng)真正大批量服務(wù)于工業，最終才能(néng)服務(wù)于民(mín)衆。南(nán)通振康技術部部長顧京君表示：他們今後的目标是在5千的價格基礎上(shàng)還能(néng)打個(gè)對折，這(zhè)樣進口減速機才能(néng)退出市(shì)場(chǎng)，甚至國産減速機才能(néng)出口。
參考資料：
https://www.4ann.com/member/invite.php?user=sinyet
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