CN110293311A - 一种机器人用高精度减速器双联齿生产装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人用高精度减速器双联齿生产装置及使用方法，包括激光焊接装置、激光回转支架、回转机构、回转平台和减速器主体，中央齿轮中心固定连接转轴，中央齿轮四周均匀设置双联齿A、双联齿B和双联齿C，所述双联齿A、双联齿B和双联齿C与中央齿轮连接的齿轮外部通过齿轮连接输出齿圈，所述输出齿圈上方设置固定齿圈，双联齿A、双联齿B、双联齿C和中央齿轮的转轴靠近减速器顶部一端设置转架，转架侧边位于两个转轴中间设置转架焊接缺口，回转平台中心设置回转机构，回转机构固定连接中央齿轮的转轴，所回转平台靠近侧面设置激光回转支架，激光回转支架顶部设置激光焊接装置。本发明的有益效果是提高机器人用减速器的加工精度。

Description

一种机器人用高精度减速器双联齿生产装置及使用方法

技术领域

本发明属于机械领域，尤其是涉及一种机器人用高精度减速器双联齿生产装置及使用方法。

背景技术

现在的仿生机器人关节处使用的高精度减速器，需要有较高的回转精度、可靠的耐冲击载荷的能力、轻质和承载扭矩大的要求，仿生机器人用减速器，普遍整体体积偏小，齿轮模数在0.2到1之间，所以齿轮外径很小，齿轮之间的距离通常在1到3mm之间，过于微小的距离使用任何滚刀和磨齿砂轮都不能一次装夹和一次加工成型，需要对齿轮加工后进行对齿，传统对齿工装固定好齿轮之间的相位角后再进行焊接，但是一台减速器至少使用三组这样的齿轮，三组齿轮每组的相位角都存在误差，造成对齿后的齿轮精度至少降低一个精度等级，造成传动系统有卡滞发热现象，造成减速器寿命降低无法使用的现象。

现在的仿生机器人关节所使用减速器的输出回差要控制在3arcmin以内，速比要在10到60之间，所以单级行星传动无法满足，就需要多级行星串联或者采用具有双联齿的差动行星或者少齿差等传动形式，但是多级行星串联，回转精度会大大降低，在考虑齿轮的齿行、齿向和周节累积误差的影响下，采用传统加工工艺生产出的双联齿无法满足仿生机器人用减速器的精度要求，虽然现阶段一次装夹双联齿轮加工可以采用插齿加工，但是插齿加工精度低，很难到达国标5级精度，并且插齿效率低成本高。在大规模化生产上需要设计对齿专机，利用接触式探头测量两个齿轮的齿面，更具齿面空间坐标值进行对正，但由于每个齿面都存在齿厚公差，所以通过该方式进行对齿，都存在误差问题，都会造成齿轮精度的降低。

但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

现有方案中普遍采用对齿工装或者对齿专机，一次只能完成一组双联齿的对齿，而实际行星减速器使用至少3个以上双联齿，而传动对齿工艺，由于单独加工的齿轮本身要存在一定误差，每组对齿双联齿的误差是随机的，再装配的时候也不具备根据误差等级分组装配的条件，这样就造成减速器整体性能下降，不能满足使用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、精度准确的机器人用高精度减速器双联齿生产装置及使用方法，尤其适合机器人用高精度减速器用的双联齿轮。

本发明的技术方案是：一种机器人用高精度减速器双联齿生产装置及使用方法，包括激光焊接装置、激光回转支架、回转机构、回转平台和减速器主体，所述减速器主体包括双联齿A、双联齿B、双联齿C、中央齿轮、输出齿圈、转架焊接缺口、固定齿圈和转架，所述中央齿轮中心固定连接转轴，所述中央齿轮四周等距环绕设置双联齿A、双联齿B和双联齿C，所述中央齿轮和双联齿A、双联齿B和双联齿C通过齿轮连接，所述双联齿A、双联齿B和双联齿C与中央齿轮连接的齿轮外部通过齿轮连接输出齿圈，所述输出齿圈上方设置固定齿圈，所述固定齿圈通过齿轮连接双联齿A远离中央齿轮的齿轮，所述固定齿圈通过齿轮连接双联齿B远离中央齿轮的齿轮，所述固定齿圈通过齿轮连接双联齿C远离中央齿轮的齿轮，所述双联齿A、双联齿B、双联齿C和中央齿轮的转轴靠近减速器顶部一端设置转架，所述转架侧边位于两个转轴中间设置转架焊接缺口。

所述回转平台中心设置回转机构，所述回转机构固定连接中央齿轮的转轴，所述回转平台靠近侧面设置激光回转支架，所述激光回转支架顶部设置激光焊接装置，所述激光焊接装置的焊接头设置于转架焊接缺口正上方。

进一步的，所述双联齿A、双联齿B和双联齿C的两个齿轮与转轴采用过渡配合，所述双联齿A、双联齿B、双联齿C和中央齿轮采用细高齿形。

进一步的，所述转架顶部位于两个双联齿转轴之间设置有通孔。

进一步的，所述输出齿圈外侧设置成波浪状，每个凸起部分的中心设置通孔。

进一步的，①将减速器主体通过中央齿轮的转轴和回转机构进行连接，固定输出齿圈和转架；

②启动回转机构带动中央齿轮转动，中央齿轮带动双联齿A、双联齿B和双联齿C转动，双联齿A、双联齿B和双联齿C在转动过程中进行对齿；

③对齿结束，通过激光焊接装置对双联齿A、双联齿B和双联齿C进行焊接。

进一步的，所述双联齿A、双联齿B、双联齿C和中央齿轮的齿面渗氮处理。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、由于采用了在减速器上预先安装好三组双联齿轮，并且直接对三组双联齿轮同时进行对齿，所以，有效解决了三组双联齿轮分别进行对齿和焊接产生误差导致传动系统的卡滞发热和减速器寿命降低的问题，从而消除了相位角误差，确保双联齿的加工精度，保证了减速器的输出精度和加工精度。

2、由于采用了转架配合输出齿圈的结构，使多组双联齿轮同时进行对齿，之后进行一次性焊接，不需要进行安装，所以，有效解决对齿工装或者对齿专机一次只能进行一组对齿的问题，对齿结束还需要对多组双联齿进行集中安装和焊接，安装和焊接中存在多组随机误差，使减速器整体性能下降，不能满足使用要求，从而保证了多组双联齿同时进行对齿和一次进行焊接，避免了最后的安装步骤，不需要考虑双联齿的相位角误差，在对齿过程中各个双联齿轮组之间会自适应到最佳相位角，消除了减速器的对齿误差，保证减速器的误差。

3、由于所述双联齿A、双联齿B、双联齿C和中央齿轮采用了细高齿齿形，齿面采用渗氮处理，解决了齿轮因疲劳强度而产生的损坏，齿轮因韧度不够产生的损坏，从而使齿轮芯部具有良好的韧性，齿面具有满足疲劳要求的硬度。保证在整体对齿时，齿可以发生轻微形变，以调整各轮齿间的侧隙。

附图说明

图1是本发明的多组双联齿同时对齿焊接示意图；

图2是本发明的双联齿在齿轮箱上安装方式示意图；

图3是本发明的双联齿在转架及齿圈的位置安装关系图。

图中：

1、激光焊接装置 2、激光回转支架 3、回转机构

4、回转平台 5、减速器主体 6、双联齿A

7、双联齿B 8、中央齿轮 9、双联齿C

10、输出齿圈 11、转架焊接缺口 12、固定齿圈

13、转架

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明。

如图1-3所示：

本申请实施例提供一种机器人用高精度减速器双联齿生产装置及使用方法，通过调整和控制减速器的工作，解决了现有技术中分别将双联齿进行加工，之后进行安装，最后进行焊接，导致产生安装误差和对齿误差，导致的减速器精度下降和性能下降问题，采用在减速器上直接对多组双联齿同步对齿，消除相位角误差，同时避免了安装误差，保证了减速器的输出精度和性能。

通过将双联齿A6、双联齿B7和双联齿C9，安装到减速器中主体5中，也能够是更多组双联齿轮，提前进行安装，之后的对齿过程结束后就不会产生安装误差，通过更改安装的顺序避免了安装误差的产生。

控制回转平台4上的回转机构3带动中央齿轮8转动，回转机构3内部设置电机，电机输出端通过联轴器带动减速器主体5的中央齿轮，中央齿轮8同步带动双联齿A6、双联齿B7和双联齿C9进行转动，通过双联齿A6、双联齿B7和双联齿C9带动输出齿圈10转动，在转动过程中，通过转架13的配合使双联齿的两个齿轮在相对转动过程中产生自适应的相位角，同时双联齿A6、双联齿B7和双联齿C9在同一个转动速度和扭矩下产生相同的相位角，避免对齿误差，保证了减速器的精度。

最后的焊接通过激光焊接装置1和转架13上的转架焊接缺口11进行焊接，激光焊接装置1通过激光回转支架2连接回转平台4，激光回转支架2为一个空心圆柱支架，焊接过程中减速器主体5一直保持了最后对齿结束的状态，焊接结束不会影响减速器主体5的精度和性能。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一：首先将双联齿A6、双联齿B7和双联齿C9安装于减速器主体5内部，并且将减速器主体5中央齿轮8的转轴安装于回转机构3上，然后将双联齿A6、双联齿B7和双联齿C9的转轴安装在转架13上，在进行使用时，首先固定转架13和输出齿圈10，通过回转机构3提供一个恒定的扭矩，这个扭矩要确保各组双联齿轮的两个齿轮能够进行相对转动，因为双联齿轮的两个齿轮与转轴都为过渡配合，在转矩到达一定大小能够进行相对转动，在进行转动的过程中各个齿轮接触配合的地方完全接触，双联齿A6、双联齿B7和双联齿C9平均分配了中央齿轮8的转矩，双联齿A6、双联齿B7和双联齿C9在进行转动过程中动态的进行对齿工作，当双联齿A6、双联齿B7和双联齿C9达到最佳旋转配合状态并且完成对齿工作时，回转机构3的输出扭矩达到恒定，回转机构3的输出扭矩没有波动，最后激光焊接装置1通过转架13的转架焊接缺口11进行焊接工作，此时减速器完成对齿、安装和焊接工作。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：可以同时对多组双联齿轮进行对齿工作，并且对于齿轮的加工没有相位角要求，对齿完成后不降低齿轮的加工精度，不会产生相位角误差，能够大大提高机器人用减速器的回转精度，由于对齿无误差，均载性能好，可以承受较大的冲击载荷，提高减速器的可靠性。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种机器人用高精度减速器双联齿生产装置，包括激光焊接装置(1)、激光回转支架(2)、回转机构(3)、回转平台(4)和减速器主体(5)，其特征在于：所述减速器主体(5)包括双联齿A(6)、双联齿B(7)、双联齿C(9)、中央齿轮(8)、输出齿圈(10)、转架焊接缺口(11)、固定齿圈(12)和转架(13)，所述中央齿轮(8)中心固定连接转轴，所述中央齿轮(8)四周等距环绕设置双联齿A(6)、双联齿B(7)和双联齿C(9)，所述中央齿轮(8)、双联齿A(6)、双联齿B(7)和双联齿C(9)通过齿轮连接，所述双联齿A(6)、双联齿B(7)和双联齿C(9)与中央齿轮(8)连接的齿轮外部通过齿轮连接输出齿圈(10)，所述输出齿圈(10)上方设置固定齿圈(12)，所述固定齿圈(12)通过齿轮连接双联齿A(6)远离中央齿轮(8)的齿轮，所述固定齿圈(12)通过齿轮连接双联齿B(7)远离中央齿轮(8)的齿轮，所述固定齿圈(12)通过齿轮连接双联齿C(9)远离中央齿轮(8)的齿轮，所述双联齿A(6)、双联齿B(7)、双联齿C(9)和中央齿轮(8)的转轴靠近减速器顶部一端设置转架(13)，所述转架(13)侧边位于两个转轴中间设置转架焊接缺口(11)；

所述回转平台(4)中心设置回转机构(3)，所述回转机构(3)固定连接中央齿轮(8)的转轴，所述回转平台(4)靠近侧面设置激光回转支架(2)，所述激光回转支架(2)顶部设置激光焊接装置(1)，所述激光焊接装置(1)的焊接头设置于转架焊接缺口(11)正上方。

2.根据权利要求1所述的一种机器人用高精度减速器双联齿生产装置，其特征在于：所述双联齿A(6)、双联齿B(7)和双联齿C(9)的两个齿轮与转轴采用过渡配合，所述双联齿A(6)、双联齿B(7)、双联齿C(9)和中央齿轮(8)采用细高齿齿形。

3.根据权利要求1所述的一种机器人用高精度减速器双联齿生产装置，其特征在于：所述转架(13)顶部位于两个双联齿转轴之间设置有通孔。

4.根据权利要求1所述的一种机器人用高精度减速器双联齿生产装置，其特征在于：所述输出齿圈(10)外侧设置成波浪状，每个凸起部分的中心设置通孔。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种机器人用高精度减速器双联齿生产装置的使用方法，其特征在于：①将减速器主体(5)通过中央齿轮(8)的转轴和回转机构(3)进行连接，固定输出齿圈(10)和转架(13)；

②启动回转机构(3)带动中央齿轮(8)转动，中央齿轮(8)带动双联齿A(6)、双联齿B(7)和双联齿C(9)转动，双联齿A(6)、双联齿B(7)和双联齿C(9)在转动过程中进行对齿；

③对齿结束，通过激光焊接装置(1)对双联齿A(6)、双联齿B(7)和双联齿C(9)进行焊接。

6.根据权利要求5所述的一种机器人用高精度减速器双联齿生产装置的使用方法，其特征在于：所述双联齿A(6)、双联齿B(7)、双联齿C(9)和中央齿轮(8)的齿面采用渗氮处理。