机器人高精度减速机用小模数齿轮高速加工装备

成果基本信息
关键词：	小模数;机器人;齿轮;加工装备
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	EK2018D180367001162	资源采集日期：	2019-04-15

研究情况
单位名称：	宜昌长机科技有限责任公司	技术水平：
评价证书号：		评价单位：	湖北省科技厅
评价日期：	2017.11.07	评价证书号：

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	玉女士	联系人（平台）电话：	0771-5885053
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成果简介
2015年5月19日，国务院正式印发了我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领——《中国制造2025》。推进“中国制造2025”的关键，是推进“中国‘智’造”。“智”造过程离不开人机交互，必须使用智能机器(如智能机器人)，尤其是那些灵动的5轴6轴机器人，能做到运动和指令精确传输，完成各种复杂的工作，具有很多人工不能比拟的优势，这些优势的实现得归功于机器人关节。关节是工业机器人的核心部件：精密减速机，它是一种精密的动力传达机构，利用小模数齿轮传动的速度转换器。所以，关节的核心又少不了高精度小模数齿轮的应用。　　高精度小模数齿轮的加工，虽然可通过磨齿工艺来保证，但只局限于外齿，小模数内齿轮的精加工只能在插齿机上完成。传统插齿机的加工精度只能保证7级精度，远远不能满足小模数齿轮高精度加工的要求，国产机器人用高精度减速机的制造因此受到制约。　　目前我国使用的高端机器人大部分依赖进口，即便使用了国产机器人，但这些国产机器人的核心部件——精密减速机，近80%以上还是采用国外品牌。因此，开展“机器人高精度减速机用小模数齿轮高速加工装备研发”，满足国产机器人对高精度减速机的迫切需求，挡住进口，意义重大。　　为了实现小模数齿轮高精高速加工，满足机器人用高精度减速机的应用需求，本项目需要研究高精度小模数齿轮等切削面积加工工艺，进行高刚性、高精度机床结构优化设计，完成高精度小模数齿轮专机系统开发，并实现小模数齿轮的绿色加工。　　通过多个单元技术的研究与技术集成，包括机床整体结构动静刚度优化设计、静压导轨及静压轴承技术、精密双蜗轮副消隙传动技术、径向进给导轨副低速无爬行减摩技术、电子螺旋导轨技术、热误差动态建模及预测补偿技术、等切削面积变圆周进给插齿加工工艺、切削力控制技术、高速平稳让刀技术和无切削液插齿加工技术等，形成一个小模数齿轮插齿机完整的精度保证体系，为获得高精度小模数齿轮加工提供基础保证。　　集中研究了高精度小模数齿轮等切削面积加工工艺研究，以提高小模数齿轮的加工效率；开展高刚性、高精度机床结构优化设计，以提高小模数齿轮的加工精度；开展小模数齿轮绿色加工技术研究，以实现小模数齿轮的绿色环保加工；开展高精度小模数齿轮加工专机系统开发，以实现小模数齿轮的高自动化加工。目前已经生成制造了高精度小模数插齿机样机，通过实验、检测，精度和性能均达到项目目标技术要求。项目实施过程中完成论文5篇，申报发明专利3项，授权实用新型专利4项，制定了1项机械行业技术标准，已于10月全国发布实施。项目的实施大大提高了国产高精度小模数数控插齿机的工作精度、加工效率和智能化程度，达到国外同类产品的先进水平。通过多个单元技术的研究与技术集成，包括机床整体结构动静刚度优化设计、静压导轨及静压轴承技术、精密双蜗轮副消隙传动技术、径向进给导轨副低速无爬行减摩技术、电子螺旋导轨技术、热误差动态建模及预测补偿技术、等切削面积变圆周进给插齿加工工艺、切削力控制技术、高速平稳让刀技术和无切削液插齿加工技术等，形成一个小模数齿轮插齿机完整的精度保证体系，为获得高精度小模数齿轮加工提供基础保证。根据该机床取得的实际效果以及客户、市场对高效加工机床的进一步需求，我们认为该机床在以后的研究中重点应该朝以下两个方面进行：　　1. 现代机床都要求机床的运动具备高精度和高速度的特性，要实现运动的高精度，直接驱动技术就应运而生，它可以达到零传动。机床的直线进给轴和圆周进给轴能否应用直线电机和圆周力矩电机直接进行驱动，消除机床的传动间隙，进一步提高机床的运动精度。直驱技术避免了机械传动环节的机械间隙和机械弹性变形等影响，消除了机械传动装置的反向间隙和滞回现象，提高了机床控制系统精度。　　2. 针对0.1-1mm模数小齿轮的加工，根据不同材料和不同热处理工艺，选用不同的切削参数试验小模数齿轮干切加工技术：根据试验结果，进一步优化插齿机床各部件结构，选用硬质合金插齿刀，实现在2000次/分的加工速度下，保证高速排屑，实现高速干式切削，减少生产过程中对环境的污染。　　3、智能化控制精度更高、具备远程诊断功能。远程监控机床的加工状态，及时发现、处理故障，为用户解决方案。

成果名称：	机器人高精度减速机用小模数齿轮高速加工装备	关键词：	小模数;机器人;齿轮;加工装备
成果类别：		一级分类名称：	装备制造
二级分类名称：	自动控制、计算机制造	三级分类名称：
研究起止时间：	2016.01 至2017.10	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	宜昌长机科技有限责任公司	学科分类2：	460.35
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：	TG61	课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：
经费实际投入额（万元）：	0.00	评价单位：	湖北省科技厅
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2017.11.07	转让范围：
评价证书号：		推荐单位：	宜昌市科技局
推广形式：	无	成果登记号：	EK2018D180367001162
成果简介：	2015年5月19日，国务院正式印发了我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领——《中国制造2025》。推进“中国制造2025”的关键，是推进“中国‘智’造”。“智”造过程离不开人机交互，必须使用智能机器(如智能机器人)，尤其是那些灵动的5轴6轴机器人，能做到运动和指令精确传输，完成各种复杂的工作，具有很多人工不能比拟的优势，这些优势的实现得归功于机器人关节。关节是工业机器人的核心部件：精密减速机，它是一种精密的动力传达机构，利用小模数齿轮传动的速度转换器。所以，关节的核心又少不了高精度小模数齿轮的应用。　　高精度小模数齿轮的加工，虽然可通过磨齿工艺来保证，但只局限于外齿，小模数内齿轮的精加工只能在插齿机上完成。传统插齿机的加工精度只能保证7级精度，远远不能满足小模数齿轮高精度加工的要求，国产机器人用高精度减速机的制造因此受到制约。　　目前我国使用的高端机器人大部分依赖进口，即便使用了国产机器人，但这些国产机器人的核心部件——精密减速机，近80%以上还是采用国外品牌。因此，开展“机器人高精度减速机用小模数齿轮高速加工装备研发”，满足国产机器人对高精度减速机的迫切需求，挡住进口，意义重大。　　为了实现小模数齿轮高精高速加工，满足机器人用高精度减速机的应用需求，本项目需要研究高精度小模数齿轮等切削面积加工工艺，进行高刚性、高精度机床结构优化设计，完成高精度小模数齿轮专机系统开发，并实现小模数齿轮的绿色加工。　　通过多个单元技术的研究与技术集成，包括机床整体结构动静刚度优化设计、静压导轨及静压轴承技术、精密双蜗轮副消隙传动技术、径向进给导轨副低速无爬行减摩技术、电子螺旋导轨技术、热误差动态建模及预测补偿技术、等切削面积变圆周进给插齿加工工艺、切削力控制技术、高速平稳让刀技术和无切削液插齿加工技术等，形成一个小模数齿轮插齿机完整的精度保证体系，为获得高精度小模数齿轮加工提供基础保证。　　集中研究了高精度小模数齿轮等切削面积加工工艺研究，以提高小模数齿轮的加工效率；开展高刚性、高精度机床结构优化设计，以提高小模数齿轮的加工精度；开展小模数齿轮绿色加工技术研究，以实现小模数齿轮的绿色环保加工；开展高精度小模数齿轮加工专机系统开发，以实现小模数齿轮的高自动化加工。目前已经生成制造了高精度小模数插齿机样机，通过实验、检测，精度和性能均达到项目目标技术要求。项目实施过程中完成论文5篇，申报发明专利3项，授权实用新型专利4项，制定了1项机械行业技术标准，已于10月全国发布实施。项目的实施大大提高了国产高精度小模数数控插齿机的工作精度、加工效率和智能化程度，达到国外同类产品的先进水平。通过多个单元技术的研究与技术集成，包括机床整体结构动静刚度优化设计、静压导轨及静压轴承技术、精密双蜗轮副消隙传动技术、径向进给导轨副低速无爬行减摩技术、电子螺旋导轨技术、热误差动态建模及预测补偿技术、等切削面积变圆周进给插齿加工工艺、切削力控制技术、高速平稳让刀技术和无切削液插齿加工技术等，形成一个小模数齿轮插齿机完整的精度保证体系，为获得高精度小模数齿轮加工提供基础保证。根据该机床取得的实际效果以及客户、市场对高效加工机床的进一步需求，我们认为该机床在以后的研究中重点应该朝以下两个方面进行：　　1. 现代机床都要求机床的运动具备高精度和高速度的特性，要实现运动的高精度，直接驱动技术就应运而生，它可以达到零传动。机床的直线进给轴和圆周进给轴能否应用直线电机和圆周力矩电机直接进行驱动，消除机床的传动间隙，进一步提高机床的运动精度。直驱技术避免了机械传动环节的机械间隙和机械弹性变形等影响，消除了机械传动装置的反向间隙和滞回现象，提高了机床控制系统精度。　　2. 针对0.1-1mm模数小齿轮的加工，根据不同材料和不同热处理工艺，选用不同的切削参数试验小模数齿轮干切加工技术：根据试验结果，进一步优化插齿机床各部件结构，选用硬质合金插齿刀，实现在2000次/分的加工速度下，保证高速排屑，实现高速干式切削，减少生产过程中对环境的污染。　　3、智能化控制精度更高、具备远程诊断功能。远程监控机床的加工状态，及时发现、处理故障，为用户解决方案。
联系人：	彭玲	成果登记日期：	2018-07-04
联系人email：		单位代码：	94200199
邮政编码222：	443003	联系人电话：	0717-6076841
单位传真：	0717-6346709	单位通讯地址：	湖北省宜昌市港窑路52号
单位所在省市：		单位电话：	0717-6076888;6076841
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：		已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2018	知识产权形式：
成果完成人：	钟瑞龄;赵大兴;王维;赵迪;唐兆庆;丁朋;李佗普;刘圣翔;古巧玲;王伟;樊璇;黄帅;钟玉龙;陈显英	资源采集日期：	2019-04-15

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