RV減速機と高調波減速機の原理、メリット、デメリット
RV減速機:
RVはトルクの大きなロボットの腰・肘脚の3関節に使用され、負荷の大きい産業用ロボットでは1軸、2軸、3軸にRVが使用されます。 RV減速機は高調波減速機と比べ、加工技術と組立技術が鍵となります。 RV レデューサーは、より高い疲労強度、剛性、寿命を備えています。 高調波伝送とは異なり、使用時間が長くなると動作精度は大幅に低下します。 欠点は、重量が重いことと、寸法が大きいことです。
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▲RV-E型減速機▲
高調波減速機:
ハーモニックレデューサは、高調波伝達装置の一種で、負荷の小さい産業用ロボットや大型ロボットの先端軸などに使用されます。 高調波伝達装置は、高調波加速器と高調波減速器とを含む。 ハーモニック減速機には主にリジッドスプライン、フレクスプライン、ベアリング、ウェーブジェネレーターが含まれており、これら4つはすべて必要不可欠です。 このうちリジッドスプラインはフレクスプラインに比べて歯数が若干多くなります。 小型ロボット用ハーモニック減速機の特長は、小型、軽量、耐荷重が大きく、動作精度が高く、一段変速比が大きいことです。
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▲高調波減速機▲
どちらも小さな歯の差で噛み合います。 違いは、高調波の重要なギアが柔軟であることです。 高速で繰り返し変形する必要があるため、比較的壊れやすく、耐荷重能力と耐用年数が限られています。 RV は通常、サイクロイド風車を使用します。 高調波ではインボリュート歯形が使用されていました。 現在、一部のメーカーは二重円弧歯形を使用しています。 この歯形はインボリュートよりもはるかに高度です。
減速機の二大巨頭はナブテスコとハモニカドライブです。 彼らは世界のロボット減速機をほぼ独占しています。 どちらの減速機もミクロンレベルの加工精度を誇ります。 数千回転の高速動作や長寿命はおろか、量産段階で高い信頼性を実現することは困難です。
ハーモニック リデューサは、フレクスプライン、ウェーブ ジェネレータ、リジッド スプライン、ベアリングの 4 つの基本コンポーネントで構成されます。
フレクスプラインの外径はリジッド スプラインの内径よりわずかに小さく、通常、フレクスプラインの歯の数はリジッド スプラインより 2 つ少なくなります。 ウェーブ ジェネレーターの楕円形状により、フレクスプラインとリジッド スプラインの歯接触点が楕円の中心間の向かい合う 2 つの側面に分布することが決まります。 ウェーブジェネレーターの回転中に、フレクスプラインと剛性歯車の接触部分が噛み合い始めます。 ウェーブ ジェネレーターが時計回りに 180 度回転するたびに、フレクスプラインは歯数が異なるリジッド スプラインの反時計回りの回転と等価になります。 180度対称の2か所で総歯数の30％以上が同時に噛み合うため、高トルク伝達にも貢献します。
RV トランスミッションは、高調波減速機と比較して、新しく登場したトランスミッションです。 これは、伝統的なピン振り子遊星変速機に基づいて開発されています。 一般的なピン振り子伝動の欠点を克服するだけでなく、小型、軽量という特徴を持ち、広い伝動比範囲、長寿命、安定した精度、高効率、スムーズな伝動などの一連の利点を備えています。 。
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RV 減速機は、サイクロイド風車と遊星ブラケットで構成されています。 小型、衝撃に強く、トルクが大きく、位置決め精度が高く、振動が少なく、減速比が大きいなどの利点を生かし、産業用ロボット、工作機械、医療機器などに広く使用されています。 試験装置、衛星受信システムなどの分野。
RV 減速機のハウジングとサイクロイド風車は固体鋼で駆動されているため、強力な耐荷重能力を備えています。 ハーモニック減速機のフレクスプラインは、トルクを伝達するために連続的に変形できます。 これにより、ハーモニック減速機は大きなトルクや衝撃荷重に耐える能力が限られていることが判明するため、通常はフロントエンドで使用されます。
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RV減速機とハーモニック減速機のメリット・デメリット
高調波減速機はシンプルでコンパクトな構造で、小形化、低・中負荷用途に適しています。
RV減速機は優れた剛性、強い耐衝撃性、安定した伝達、高精度を備えており、中荷重および重荷重の用途に適しています。 ただし、RV 減速機は、期待される耐用年数を確保するために、大きなトルクを伝達し、大きな過負荷の衝撃に耐える必要があります。 この設計では比較的複雑なオーバーポジショニング構造が使用されているため、製造プロセスとコスト管理が困難になります。 RV減速機内部には弾性変形応力成分がないため、一定のトルクに耐えることができます。 RV 減速機のベアリングはその弱点です。 力が加わると軸受の応力限界を超えやすくなり、軸受の異常摩耗や破損を引き起こします。 この問題は高速運転時に顕著となるため、RV減速機の定格トルクは入力回転数とともに大幅に低下します。
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レデューサー間に置換関係はありますか?
提案ビュー:
RV減速機は、ロボットで一般的に使用されている高調波伝動に比べて疲労強度、剛性、寿命がはるかに高く、バックラッシ精度も安定しています。 高調波伝送と異なり、使用時間が長くなると動作精度が大幅に低下します。 したがって、多くの国における高精度ロボットのトランスミッションには主に RV 減速機が使用されています。 したがって、RV 減速機は、高度なロボット トランスミッションの高調波減速機に徐々に置き換えられる傾向があります。
これらの製品には一部のモデルで置換関係がありますが、このタイプの減速機は部分的な置換しか実現できません。 各種減速機の交換は困難な場合がほとんどです。 たとえば、速度比の観点から見ると、高調波と RV の速度比は惑星の速度比よりもはるかに大きいため、小さな速度比の領域は惑星によって支配されます。 もちろん遊星速度比を大きくすることは可能ですが、車高調やRVの代替は困難です。 別の例として、剛性の点では、プラネタリーおよび RV の剛性は高調波の剛性よりも優れています。 剛性を反映した使用条件では、高調波の性能が発揮されにくくなります。
ハーモニックレデューサーの特徴は、プラネタリーやRVでは実現が難しい軽量・小型です。 したがって、各種減速機は場合によっては置き換えることができますが、ある製品で別の製品を完全に置き換えることは現実的ではありません。
反対派の視点:
各種減速機は相互に置き換えることはできませんが、補完的な関係にあります。
RV と高調波の 2 つのトランスミッションは補完的ですが、構造設計の最適化と製造プロセスの画期的な進歩の後、中負荷および低負荷アプリケーションの分野で局所的な競争が形成される可能性を排除するものではありません。
