工业机器人所用轴承，你真的知道吗？
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工业机器人是一种在自动控制下，能够重复编程完成某些操作或移动作业的多功能、多自由度的机械装置，是现代制造业中重要的工程自动化设备。 工业机器人轴承作为工业机器人的关键配套件之一，最适用于工业机器人的关节部位或者旋转部位、机械加工中心的旋转工作台、机械手旋转部、精密旋转工作台、医疗仪器、计量器具、IC制造装置等。
一、工业机器人轴承特点1、可承受轴向、径向、倾覆等方向综合载荷； 2、薄壁型轴承； 3、高回转定位精度。 二、工业机器人轴承分类主要包括两大类用于工业机器人的轴承，一是等截面薄壁轴承，另一类是交叉滚子轴承。另外还有谐波减速器轴承、直线轴承、关节轴承等，但主要还是等截面薄壁轴承和交叉滚子轴承运用较多。 1、交叉滚子轴承 交叉滚子轴承，是圆柱滚子或圆锥滚子在呈90度的V形沟槽滚动面上通过隔离块被相互垂直地排列，所以交叉滚子轴承可承受径向负荷、轴向负荷及力矩负荷等多方向的负荷。内外圈的尺寸被小型化，极薄形式更是接近于极限的小型尺寸，并且具有高钢性，且精度可达到P5、P4、P2级。因此适合于工业机器人的关节部和旋转部、机械加工中心的旋转台，精密旋转工作台、医疗机器、计算器、军工、IC制造装置等设备。 交叉滚子轴承的特点： （1）、具有出色的旋转精度 交叉滚子轴承内部结构采用滚子呈90°相互垂直交叉排列，滚子之间装有间隔保持器或者隔离块，可以防止滚子的倾斜或滚子之间相互摩擦，有效防止了旋转扭矩的增加。另外，不会发生滚子的一方接触现象或者锁死现象；同时因为内外环是分割的结构，间隙可以调整，即使被施加预压，也能获得高精度的旋转运动。 （2）、操作安装简化 被分割成两部分的外环或者内环，在装入滚子和保持器后，被固定在一起，所以安装时操作非常简单。 （3）、承受较大的轴向和径向负荷 因为滚子在呈90°的V型沟槽滚动面上通过间隔保持器被相互垂直排列，这种设计使交叉滚子轴承就可以承受较大的径向负荷、轴向负荷及力矩负荷等所有方向的负荷。 （4）、大幅节省安装空间 交叉滚子轴承的内外环尺寸被最小限度的小型化，特别是超薄结构是接近极限的小型尺寸，并且具有高刚性，所以最适合于工业机器人的关节部位或者旋转部位、机械加工中心的旋转工作台、机械手旋转部、精密旋转工作台、医疗仪器、计量器具、IC制造装置等广泛用途。 2、等截面薄壁轴承 薄壁等截面轴承又叫薄壁套圈轴承，它精度高、非常安静以及承载能力很强。薄壁套圈轴承可以是深沟球轴承、四点接触轴承、角接触球轴承，薄壁等截面轴承横截面大多为正方形。在这些系列中，即使是更大的轴直径和轴承孔，横截面也保持不变。这些轴承因此称为等截面。 （1）、薄壁等截面轴承优点 薄壁型轴承实现了极薄型的轴承断面，也实现了产品的小型化、轻量化。产品的多样性扩展了其用途范围。 （2）、薄壁等截面轴承产品特性 为了得到轴承的低摩擦扭矩、高刚性、良好的回转精度，使用了小外径的钢球。中空轴的使用，确保了轻量化和配线的空间。薄壁型6700、6800系列有各种防尘盖形式、带法兰形式、不锈钢形式、宽幅形式等，品种齐全。 （3）、薄壁等截面轴承主要用途 步进电机、医疗器械、办公器械、检测仪器、减速/变速装置、工业机器人、光学/映像器械、旋转编码器。 3、薄壁十字交叉滚子轴承 薄壁十字交叉圆柱滚子轴承内部结构采用滚子呈90°相互垂直交叉排列，单个轴承能同时承受径向力、双向轴向力与倾覆力矩的共同作用，滚子之间装有间隔保持器或者隔离块，可以防止滚子的倾斜或滚子间的相互摩擦，有效防止了摩擦力矩的增加。 另外，滚子垂直交叉排列的结构可以避免滚子的锁死现象；同时又因为轴承内外圈是分割的结构，间隙可调，即使被施加压力，也能获得较高的旋转精度。十字交叉滚子轴承以其轻型复合结构、回转精度高、刚性好、摩擦力矩稳定等良好的性能广泛应用于工业机器人腰部回转、关节式机器人肩部、臂、手腕等回转部位。 4、RV减速器轴承 RV减速器又称精密关节减速器，它以其体积小，抗冲击力强，扭矩大，定位精度高等多优点被广泛广泛应用于工业机器人。对于RV减速器，轴承的外形结构、精密定位是其结构紧凑、刚性优良、传动精密等关键因素，RV减速器轴承包括多种薄壁轴承系列及圆柱滚子保持架组件系列。 5、谐波减速器专用轴承 谐波减速器是一种用波发生器使柔轮产生可控弹性变形，利用柔性轴承可控的弹性变形来传递运动和动力的，其特点是结构紧凑、运动精度高、传动比大，多用于中小转矩的机器人关节。 三、工业机器人轴承的关键技术现代工业机器人的发展趋于轻量化，轴承要安装在有限的空间，必须体积小、重量轻，也就是轻量化。但同时，机器人的高载荷、高回转精度、高运转平稳性、高定位速度、高重复定位精度、长寿命、高可靠性的性能，要求配套的机器人轴承必须具备高承载能力、高精度、高刚度、低摩擦力矩、长寿命、高可靠性的性能。轻量化和高性能是一对矛盾。 1、设计技术 工业机器人用薄壁轴承不仅要保证有足够的承载能力，而且要求精确定位、运转灵活，因此，轴承设计分析，主参数的确定，不能单以额定动载荷为目标函数，而要以额定动载荷、刚度和摩擦力矩等指标作为目标函数进行多目标优化设计，同时要采用基于套圈和机架变形的薄壁轴承有限元分析方法。 2、制造技术 （1）机器人轴承动态质量高精度检测技术； （2）薄壁轴承套圈微变形热处理加工工艺； （3）基于磨削变质层控制的轴承套圈精磨加工工艺； （4）薄壁轴承负游隙的精确控制技术； （5）薄壁角接触球轴承的凸出量的精确控制技术； （6）薄壁轴承的精密装配技术； （7）薄壁轴承套圈非接触测量技术； |
