Серводвигатель сочленения промышленного робота с циклоидальным редуктором RV

Редукторы RV, волновые редукторы и планетарные редукторы являются тремя наиболее широко используемыми технологиями прецизионного редуцирования в современных системах управления движением. Каждая из них обладает отдельными техническими преимуществами и предназначена для различных требований к характеристикам и сценариев применения.

Редукторы RV обычно используют двухступенчатую схему передачи, состоящую из ступени планетарной передачи, за которой следует циклоидальная цевочная ступень. Такая уникальная конфигурация обеспечивает исключительно высокую крутильную жесткость, выдающуюся ударостойкость и отличную несущую способность, при этом номинальный выходной крутящий момент достигает нескольких тысяч ньютон-метров. Кроме того, редукторы RV обеспечивают длительный срок службы и стабильные характеристики в тяжелых условиях эксплуатации. Эти особенности делают их предпочтительным выбором для основания, плеча и других высоконагруженных сочленений промышленных роботов. Однако редукторы RV сложны в изготовлении и требуют чрезвычайно высоких стандартов к материалам, термообработке, механической обработке и точности сборки, что приводит к относительно высоким производственным затратам. В результате глобальный рынок высококлассных редукторов RV долгое время находился под доминированием небольшого числа японских производителей.

Волновые редукторы, также известные как редукторы с волновой передачей деформации, имеют гораздо более простую, но при этом высокотехнологичную конструкцию, состоящую всего из трех основных компонентов: жесткого колеса, гибкого колеса и генератора волн. Их принцип работы основан на контролируемой упругой деформации гибкого колеса для достижения точного зацепления зубьев и высоких передаточных отношений. Такая конструкция позволяет волновым редукторам обеспечивать компактные размеры, малую массу, нулевой люфт и исключительно высокую точность позиционирования. Во многих прецизионных применениях управления движением их ошибка позиционирования может составлять всего одну четверть от ошибки обычных зубчатых передач. В результате волновые редукторы широко используются в запястьях роботов, конечных исполнительных органах, полупроводниковом оборудовании, медицинских устройствах и других применениях, требующих высокой точности и компактных размеров. Однако, поскольку гибкое колесо во время работы подвергается непрерывной упругой деформации, усталостный ресурс и нагрузочная способность по своей природе ограничены по сравнению с редукторами RV. Как и на рынке RV, отрасль высококлассных волновых редукторов традиционно возглавляли японские производители.

Планетарные редукторы состоят из солнечной шестерни, нескольких сателлитов и внутреннего зубчатого венца. По сравнению с редукторами RV и волновыми редукторами, планетарные редукторы имеют более простую механическую конструкцию, обеспечивая при этом высокую эффективность передачи за счет распределения мощности между несколькими сателлитами. Они предлагают хорошо сбалансированное сочетание крутящей способности, эффективности, надежности и экономичности. Благодаря этим преимуществам планетарные редукторы широко используются не только в промышленных роботах, но и в станках CNC, оборудовании заводской автоматизации, упаковочном оборудовании, системах обработки материалов и автоматизации умного дома. Их универсальность и конкурентная цена делают их наиболее широко применяемым типом прецизионных редукторов во всей отрасли автоматизации.

В целом не существует универсально превосходной технологии редуктора. Оптимальный выбор полностью зависит от конкретных требований применения, включая нагрузочную способность, точность позиционирования, жесткость, скорость, доступное монтажное пространство и соображения стоимости.

В проектировании промышленных роботов редукторы RV обычно выбирают для крупных сочленений, таких как основание и плечо, чтобы выдерживать тяжелые нагрузки и высокие ударные усилия. Волновые редукторы обычно используются в запястьях и сочленениях конечных исполнительных органов, где критически важны компактные размеры и сверхвысокая точность позиционирования. Планетарные редукторы, в свою очередь, обеспечивают отличный баланс между характеристиками и доступностью, что делает их предпочтительным решением для широкого спектра общих применений автоматизации.

Редукторы RV, волновые редукторы и планетарные редукторы не столько напрямую конкурируют, сколько выполняют разные функции. Вместе они формируют основу современных систем прецизионной силовой передачи и обеспечивают разнообразные требования к управлению движением, характерные для современной отрасли промышленной автоматизации.