RVリデューサーは、高負荷ロボットジョイントで一般的に使われる精密平面中心リデューサーです。その特徴的なアーキテクチャは、初期のスパーギア減速と、ピンの輪に沿って回転式RVギアを駆動する偏心クランクシャフトを組み合わせています。
高い減衰比、多数の同時接点、堅牢な出力構造により、高い剛性と過負荷耐性を提供できます。これらの強みは、ロストモーションゼロ、一定の効率、無限の寿命を意味するわけではありません。ベアリング、ピン、潤滑、ハウジング、荷重履歴は依然として重要です。
このアーキテクチャを ハーモニックドライブガイド と比較し、出力側検証には ジョイントアクチュエーターテストガイド を使用してください。製品選択はメーカーの電流定格方式を必要とします。
第1段はスパーギアを介して速度を落とします
ナブテスコの公式な 動作原理の説明 は、入力ギアからクランクシャフトのスパーギアへモーターの回転が伝達されることから始まります。この第一段階は全体の比率の一部を提供します。
比率を解析する際、入力ギア、スパーギア、クランクシャフトの歯数がカウントされます。パッケージのバリエーションによって配置が変わることがあります。一般的なサイクロイダル図を完全な商用RV製品として扱わないでください。
偏心クランクシャフトは平面中心運動を駆動します
各クランクシャフトはベアリングで支えられた離心セクションを持っています。クランクシャフトが回転すると、RVのギアは通常のスパーギアのように単に回転するのではなく、主軸を中心に偏心して回転します。
この動きには正確な離心率、ベアリングの支持、クランク間の同期が必要です。誤差はトルクリップル、振動、不均一な接触、出力の変動に変わります。周囲のケースは荷重下でもジオメトリを維持しなければなりません。
歯数の差が小さいだけで大きな比率が生まれます
サイクロイドプロファイルは、ローブ数とピンの数にわずかな差があるピンのリングに絡み合います。各離心回転は小さな相対回転を生み出し、コンパクトな直径で大きな縮小を実現します。
両段階と選択した固定部材と出力部材の完全な比率を計算します。符号と方向は参照系に依存します。製品間の比率を比較する前にベンダーの定義を確認してください。
| 要素 | モーションの役割 | 主要な設計効果 | 故障感度 |
|---|---|---|---|
| 入力ギアとスパーギア | 第一還元 | 比率とパッケージング | メッシュ誤差とノイズ |
| クランクシャフト | 離心駆動 | 荷重移動と位相 | 方位誤差と偏心誤差 |
| RVギア | サイクロイド交渉 | 高比と接触共有 | プロファイルと弾性誤差 |
| リングピン | 反応経路 | 負荷分配 | 摩耗と潤滑 |
| 出力ピンまたはケース | 相対運動出力 | ジョイントトルクと剛性 | フィットとベアリングサポート |
対になったRVギアは力のバランスと負荷の分担を行っています
市販のRV機構では、偏心部分に位相をかけた2つのRVギアが一般的に使われています。ナブテスコは、このペアは均等な力のバランスを取っていると説明しています。また、1枚のディスクと比べて負荷を分散させ、振動を減らすこともできます。
負荷分担は必ずしも完璧ではありません。製造公差、弾性変形、ベアリングの状態は各接点に影響を与えます。ジオメトリだけで荷重が等しいと仮定するのではなく、摩耗パターンやトルクリップルを点検しましょう。
多くの接点は高い剛性を支えています
複数のローブとピンは同時に荷重を運ぶことができ、単一歯メッシュと比べて接触を広げます。頑丈なクランクと出力構造も、減速器がモーメントや衝撃に抵抗するのを助けます。
剛性は組み立てられた性質です。リデューサー内部のコンプライアンス、出力ベアリング、ハウジング、ファスナー、ロボットリンクもすべて影響します。同じ取り付けと荷重条件下でのねじり剛性とモーメント容量を比較してください。
RVリデューサーとハーモニックリデューサーは異なる変形機構を使用します
RVリデューサーは、偏心的な平面中心運動と、剛性機構を通じてローリングまたはピン接触を使用します。ハーモニックリデューサーはフレックススプラインを弾性的に変形させて、歯数差を生み出します。どちらも高い比率と低い名目バックラッシュを提供できます。
RVユニットは高荷重軸に好まれることが多いですが、低質量かつコンパクトな同軸パッケージが主流の場合、調和ユニットは魅力的です。選択は比率、トルク、モーメント、質量、失われた運動、効率、衝撃、寿命、積分を比較しなければなりません。
| 比較 | RVリデューサー | 高調波リデューサー | 共同決定 |
|---|---|---|---|
| コア運動 | 偏心型サイクロイド交渉 | フレックススプライン変形 | 積載と梱包 |
| 負荷分担 | 多くのピンとローブ | 多くの歯車の歯 | ショックと義務 |
| コンプライアンスの源 | 接触と構造 | フレックスプラインプラス構造 | 制御帯域幅 |
| 典型的な強度 | 剛性と過負荷耐性 | 低質量でコンパクトな比率 | 枢軸国の役割 |
| 検証 | 失われた動き、熱、そして生命 | フレックススプライン疲労と動き喪失 | 出力側テスト |
バックラッシュが低いからといって動きが全くないわけではありません
カタログバックラッシュは狭いテスト領域を指すことがあります。方向反転はまた、弾性巻き上げ、ベアリング変位、摩擦ヒステリシス、製造の変動も明らかにします。これらの影響は関節でのロストモーションとして組み合わさります。
位置、温度、寿命にまたがる基準トルクに対して出力角を測定します。エンコーダ配置を含める:モーター側エンコーダではリデューサーの変形をすべて観測することはできません。アプリケーションが直接補正を必要とする場合は出力センシングを使いましょう。
運転マップ全体の効率と熱変化
メッシュ、ベアリング、シール、潤滑剤の損失は速度、トルク、方向、温度に依存します。定格点での効率は低速摩擦や循環ロボットの動作を予測しません。
入力出力、出力トルク、温度を意図されたデューティサイクル内でマッピングします。潤滑と取り付け向きを確認してください。熱成長は、温度保護の閾値に達する前に、前荷重、運動損失、密封抗力を変化させることがあります。
人生は実際の積載履歴に従っています
定格トルクは生涯の完全な説明ではありません。ロボットアックスは加速度のピーク、反転、衝撃、滞留、そしてモーメントの変化を経験します。実際の配分では、サプライヤーの等価負荷法とサービスライフ法を用いてください。
振動、騒音、潤滑剤の状態、遊び心、そして寿命の改善を観察しましょう。加速試験は接触応力と温度の領域を保持しなければなりません。衝撃イベントは単純に平均化するのではなく、別々に記録しましょう。
リデューサーの選択はロボットジョイントで終了します
入力慣性、モーター速度、比率、出力トルク、モーメント容量、剛性、失われた動き、効率、熱、質量、ベアリング配置、サービスアクセスを一緒に確認してください。減速器はモーターの動作領域やコントローラーの調整をシフトできます。
組み立てたジョイントを代表的なペイロードと軌道で検証します。出力精度、反転、熱定常状態、振動、そして寿命後の変化を測定します。リデューサーは、1つのカタログ番号が大きい場合ではなく、完全な接合部が課題を満たす場合に適しています。
- 還元段階と参照部材の両方を追跡します。
- クランクと出力ベアリングのサポートも含めてください。
- 反転と荷重による失われた動きを測定します。
- 効率と温度をデューティサイクルごとにマッピングします。
- 製品ごとの寿命計算や関節試験を活用しましょう。
よくある質問
RVリデューサーは他のサイクロイドリデューサーと同じですか？
RVは、最初の減速段と製品固有のクランク、RVギア、出力構造を持つ特定の精密アーキテクチャです。サイクロイド駆動はより広いです。
RVリデューサーはバックラッシュが全くないのでしょうか？
いいえ。名目上は低いバックラッションを持つことがありますが、弾性変形、ベアリング、摩擦、摩耗により動きが失われます。
RVリデューサーは常にハーモニックリデューサーより強いのでしょうか？
普遍的なランキングは適用されません。正確な荷重、比率、モーメント、質量、衝撃、寿命、パッケージを比較してください。
なぜRVのギアが2つ使われるのですか？
ペアギアは力のバランスを取り、負荷を分担し、正確に製造・サポートされれば振動を低減できます。
リデューサーだけを交換すれば、関節の精度は向上しますか？
必ずしもそうとは限りません。ベアリング、ハウジング、エンコーダーの位置、制御、校正、取り付けが最終的な誤差を大きく左右することがあります。
リデューサー構成ノート
RVリデューサーの構造、定格、寿命は製品によって異なります。最新のメーカー図面と計算を用いて、意図されたトルク、モーメント、速度、温度、衝撃履歴の下で完全な継ぎ目を検証します。