注塑機(jī)械手中,日本新寶斜齒輪減速機(jī)(VRSF-9C-K-400-GCII, VRSF-5C-K-400-GCII ,VRSF-5C-K-750-GCII ,VRSF-9D-K-750-GCII ,VRSF-9E-K-1500-GCII )斜齒輪減速機(jī)是核心傳動(dòng)部件之一,主要用于降低伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速、增大扭矩,同時(shí)滿足機(jī)械手對(duì)高精度定位、高重復(fù)性的要求。以下從功能、類型、選型要點(diǎn)及應(yīng)用場景等方面展開說明:
?一、注塑機(jī)械手減速機(jī)的核心功能?
1.?扭矩放大?:伺服電機(jī)輸出的扭矩有限,通過減速機(jī)(減速比 i)可將扭矩放大 i倍(忽略效率損失),滿足機(jī)械手抓取、移動(dòng)注塑件所需的大負(fù)載需求。
2.?精度控制?:減速機(jī)的傳動(dòng)精度(背隙)直接影響機(jī)械手的重復(fù)定位精度。例如,高精密減速機(jī)的背隙可低至 1弧分(1′=1/60°),確保機(jī)械手在取件、合模等動(dòng)作中的位置誤差極小。
3.?運(yùn)動(dòng)平滑性?:降低電機(jī)轉(zhuǎn)速可減少慣性沖擊,使機(jī)械手運(yùn)動(dòng)更平穩(wěn),避免高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)或抖動(dòng)。
4.?保護(hù)電機(jī)?:通過減速機(jī)承受部分負(fù)載沖擊,延長伺服電機(jī)的使用壽命。
?二、注塑機(jī)械手常用減速機(jī)類型?
根據(jù)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用場景,注塑機(jī)械手常用的減速機(jī)主要有以下三類:
1. ?行星減速機(jī)(Planetary Gearbox)??
•?結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?:采用內(nèi)齒圈固定、太陽輪輸入、行星輪繞太陽輪公轉(zhuǎn)并自轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu),傳動(dòng)效率高(通常 90%−95%)、承載能力強(qiáng)。
•?優(yōu)勢?:體積小、重量輕、成本低、背隙可做到 3−5弧分(高精密型可達(dá) 1弧分),適合中低負(fù)載、高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的場景。
•?應(yīng)用?:注塑機(jī)械手的臂部旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、直線模組驅(qū)動(dòng)等對(duì)成本和體積敏感的部位。
2. ?RV減速機(jī)(Rotary Vector Gearbox)??
•?結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?:融合了擺線針輪與行星齒輪傳動(dòng),由一級(jí)漸開線行星傳動(dòng)和二級(jí)擺線針輪傳動(dòng)組成,剛性好、抗沖擊能力強(qiáng)。
•?優(yōu)勢?:重載能力強(qiáng)(可承受 3倍以上沖擊載荷)、背隙低(1−3弧分)、壽命長(2萬小時(shí)以上),適合高負(fù)載、高精度的場景。
•?應(yīng)用?:注塑機(jī)械手的大臂關(guān)節(jié)、重負(fù)載取件機(jī)械手?(如取大型注塑件或多工位機(jī)械手)。
3. ?諧波減速機(jī)(Harmonic Drive)??
•?結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?:基于柔輪、剛輪和波發(fā)生器的彈性變形傳動(dòng),僅由少數(shù)幾個(gè)零件組成,結(jié)構(gòu)緊湊。
•?優(yōu)勢?:背隙極低(1弧分以內(nèi))、傳動(dòng)比大(單級(jí)可達(dá) 30−320)、精度高,適合超精密運(yùn)動(dòng)控制。
•?劣勢?:剛性較低(抗沖擊能力弱于RV和行星)、成本高(約為行星的 3−5倍)。
•?應(yīng)用?:注塑機(jī)械手的手腕關(guān)節(jié)、微調(diào)定位機(jī)構(gòu)?(如精密取件、視覺引導(dǎo)對(duì)位場景)。
?三、選型關(guān)鍵參數(shù)與注意事項(xiàng)?
選擇注塑機(jī)械手減速機(jī)時(shí),需結(jié)合機(jī)械手的負(fù)載、速度、精度及環(huán)境條件,重點(diǎn)關(guān)注以下參數(shù):
1. ?負(fù)載與扭矩需求?
•計(jì)算機(jī)械手的最大輸出扭矩?(包括加速時(shí)的慣性扭矩和負(fù)載扭矩),減速機(jī)的額定輸出扭矩需≥ 1.5倍最大負(fù)載扭矩(預(yù)留安全余量)。
•注意減速機(jī)的徑向/軸向載荷能力,確保與機(jī)械手關(guān)節(jié)的安裝方式(如法蘭連接)匹配。
2. ?傳動(dòng)精度(背隙)??
•普通注塑機(jī)械手(定位精度±0.1mm)可選擇背隙 3−5弧分的行星減速機(jī);
•高精密機(jī)械手(定位精度±0.05mm以內(nèi))需選擇背隙 1−3弧分的RV或諧波減速機(jī)。
3. ?轉(zhuǎn)速與速比?
•輸入轉(zhuǎn)速需匹配伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速(通常 2000−3000rpm),減速機(jī)的最高輸入轉(zhuǎn)速需≥電機(jī)轉(zhuǎn)速;
•速比 i決定輸出轉(zhuǎn)速(nout?=nin?/i),需根據(jù)機(jī)械手的最大運(yùn)行速度計(jì)算(如取件周期 2s,則單程時(shí)間 1s,輸出轉(zhuǎn)速需滿足行程/時(shí)間要求)。
4. ?環(huán)境適應(yīng)性?
•注塑車間溫度較高(60−80°C)、粉塵較多,減速機(jī)需具備高防護(hù)等級(jí)?(如IP65),并采用耐溫潤滑油(耐溫≥100^\circ C));
•抗沖擊能力:若機(jī)械手頻繁啟停或碰撞,需選擇剛性強(qiáng)的RV減速機(jī)(優(yōu)于行星和諧波)。
5. ?安裝與維護(hù)?
•確認(rèn)減速機(jī)的安裝尺寸(如法蘭尺寸、安裝孔位)與機(jī)械手關(guān)節(jié)匹配;
•定期檢查潤滑油狀態(tài)(建議每 2000−3000小時(shí)更換),避免因潤滑不足導(dǎo)致齒輪磨損;
•諧波減速機(jī)的柔輪易疲勞,需避免長時(shí)間超載或頻繁沖擊。
?四、典型應(yīng)用場景示例?
•?小型注塑機(jī)械手(負(fù)載≤5kg)??:多采用行星減速機(jī),成本可控且滿足一般精度要求。
•?中型機(jī)械手(負(fù)載5-20kg)??:臂部關(guān)節(jié)常用RV減速機(jī)(如日本納博特斯克Nabtesco),手腕關(guān)節(jié)可選諧波減速機(jī)(如哈默納科Harmonic Drive)。
•?大型機(jī)械手(負(fù)載>20kg)??:全臂關(guān)節(jié)優(yōu)先選用RV減速機(jī),確保重載下的剛性和壽命。
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?五、主流品牌?
•?品牌?:日本哈默納科-諧波、日本新寶-行星減速機(jī),日本貝托 行星減速機(jī)
?總結(jié)?
注塑機(jī)械手減速機(jī)的選型需綜合考慮負(fù)載、精度、環(huán)境及成本,優(yōu)先匹配機(jī)械手的動(dòng)態(tài)性能需求。對(duì)于高精密場景(如光學(xué)元件注塑),諧波或高精密RV減速機(jī)是首選;對(duì)于通用型機(jī)械手,行星減速機(jī)憑借高性價(jià)比更易普及。同時(shí),需關(guān)注品牌可靠性和售后服務(wù),確保長期運(yùn)行的穩(wěn)定性。