图1为RV传动的机构简图,它由渐开线行星齿 轮传动和摆线轮行星传动两部分组成。渐开线行星 齿轮与曲柄轴连为一体,作为RV减速器的**级传 动。当渐开线太阳轮顺时针方向旋转时,渐开线行 星齿轮在公转的同时逆时针方向自转,通过曲柄轴 带动摆线轮作偏心运动。此时,摆线轮因受与之啮 合的针轮的约束,在其绕针轮轴线公转的同时顺时 针方向自转。同时将顺时针方向的转动通过曲柄轴 传递给行星架输出机构,完成减速输出[1]。由于RV 传动具有体积小、质量轻、传动比范围大和传动效 率高等优点,广泛用于工业机器人的传动机构中[2]。 随着自动化程度和生产线节拍的提高,高速度、高 负荷运转下的焊接机器人故障频发,其中,机器人 减速机曲柄轴磨损的故障发病率居高不下。
如图2所 示机器人减速机曲柄轴,由于曲柄同时作为第二级 摆线轮传动的输入与输出,其发生磨损后,对机器 人定位精度影响很大,同时伴有异响、抖动等现象, 极大降低机器人使用寿命,甚至会产生严重的安全 事故。
由于曲柄轴形态结构及在整套系统中的作用类 似于电机系统中的圆柱滚子轴承,故可把曲柄轴的 磨损检测归于圆柱滚子轴承类别。有学者研究,在 电机圆柱滚子轴承磨损检测中,可采用轮廓检测, 即将待检圆柱滚子轴承平放在专用工装夹具上,寻 找到滚柱*高点,测量滚柱*高点母线的轮廓,评 估滚柱承载区域有效取样长度上*高点与*低点的 高度差,然后据此高度差判定磨损程度;或采用透 光检测,即用精度较高的直线尺检测轴承滚柱母线, 直线尺与轴承滚柱母线平行紧密贴合,对直线尺与 轴承滚柱母线间隙进行透光检测,通过透光强弱程 度及透光颜色定性判定滚柱表面轮廓的磨损情况[3]。 基于轮廓检测及透光检测的电机圆柱滚子轴承磨损 检测原理均适用于曲柄轴磨损检测。但从实际工程 应用的效率考量,在曲柄轴磨损程度较小时并不影 响RV减速机的正常高效运转,此时停机拆卸曲柄轴 进行后续磨损检测在工程上不具备经济适用性。此 外,该磨损检测方法对所用工具的精度及制造工艺 都有较高要求,且一套工具装备又不具备通用性, 研发一套适用于曲柄轴磨损检测的专用工装夹具和 直线尺,难度大、成本高,周期长,除专业级研究 实验室之外,在一般公司和工厂推广起来有很大 难度