工業(yè)機(jī)器人高精密擺線減速器是我國核心基礎(chǔ)零部件薄弱的典型代表。2013年我國工業(yè)機(jī)器人購買量首次超過日本，成為全球第一。而作為工業(yè)機(jī)器人核心部件的高精密減速器仍然被國外壟斷，嚴(yán)重制約了我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，截止目前，rv減速器國產(chǎn)化尚無實質(zhì)性突破。
減速器是裝備制造業(yè)必不可少的核心基礎(chǔ)零部件，而高精密減速器一直是我國裝備制造業(yè)的短板，長期依賴進(jìn)口。本次發(fā)明的專用成型磨床主要用于解決適合機(jī)器人關(guān)節(jié)用高精密rv減速器關(guān)鍵零部件——擺線齒輪——的量產(chǎn)工藝，以完成加工中最重要也是最困難的最后一道精磨工序，既能保證擺線齒輪的高加工精度與高工作效率，又能保證高效制造與穩(wěn)定生產(chǎn)，能有效控制住經(jīng)濟(jì)成本。
待加工rv減速器擺線輪3通過夾具4固定于靜壓頭架8，靜壓尾架23在磨削加工時會抵緊夾具4，靜壓頭架8與靜壓尾架23通過螺栓連接固定于x軸載板2上，x軸載板2與x軸靜壓導(dǎo)軌5的滑塊及x軸靜壓絲杠23的絲杠螺母同時固連，x軸靜壓導(dǎo)軌5的軌道固定于床體1上，整個x軸載板2及其連接部件可通過x軸驅(qū)動電機(jī)24驅(qū)動x軸靜壓絲杠6沿x方向移動；同理，由于靜壓磨削主軸12通過z軸載板14及z軸靜壓導(dǎo)軌16固連在y向滑臺18上，故整體可在可在y軸載板20上沿y方向移動，靜壓磨削主軸12及其固連的磨削砂輪11、z軸載板13作為整體可沿z向移動；修整砂輪驅(qū)動電機(jī)9與靜壓頭架8固連，在磨削砂輪12經(jīng)過長時間工作磨損后可驅(qū)動修整砂輪10對其進(jìn)行修整。
具體實施過程：先將一對經(jīng)過粗磨加工成型的rv減速器擺線輪3(留有磨削余量)通過夾具4重疊對齊固定于靜壓頭架8，靜壓尾架23的頂尖伸出頂住夾具4，待加工的一對rv減速器擺線輪3被準(zhǔn)確牢固定位；檢測系統(tǒng)中的測量儀11探頭伸出測量修整砂輪10、磨削砂輪12和待加工rv擺線輪3之間的相對初始位置，靜壓頭架8沿x軸靜壓導(dǎo)軌5移動到探頭位置處，靜壓頭架8帶動夾具4轉(zhuǎn)動，測量儀11探頭根據(jù)夾具4上的位置標(biāo)記判定磨削加工初始位置；x、y、z軸驅(qū)動電機(jī)24、19、15按照操作系統(tǒng)指令驅(qū)動對應(yīng)靜壓絲杠6、21、17，使得y軸載板20沿y軸靜壓導(dǎo)軌22移動，至磨削砂輪12與待加工rv擺線輪3磨削初始位置對齊，x軸載板2沿x軸靜壓導(dǎo)軌5移動，至待加工rv擺線輪3左側(cè)面位于磨削砂輪12軸線所在垂直面右側(cè)，z軸載板14沿z軸靜壓導(dǎo)軌16向下移動，至第一次磨削深度初始位置；磨削砂輪12保持額定轉(zhuǎn)速且位置不變，待加工rv擺線輪3沿x軸靜壓導(dǎo)軌5從右向左勻速移動，直至完成第一次粗磨削，磨削深度0.05mm，如此來回，待加工rv擺線輪3沿x軸導(dǎo)軌5左右移動，磨削砂輪12沿z軸導(dǎo)軌16按每一次磨削深度進(jìn)給，每個擺線輪齒磨削過程按“粗磨——粗磨——粗磨——精磨——精磨——空磨”步驟進(jìn)行，粗磨y軸進(jìn)給深度0.05mm，精磨y軸進(jìn)給深度0.02mm；待加工rv擺線輪3每一齒按上述步驟磨削完畢，磨削砂輪12升起，靜壓頭架8帶動代加工rv擺線輪3旋轉(zhuǎn)至下一待加工齒位置，磨削砂輪12重復(fù)上述步驟進(jìn)行加工，直至整個擺線輪3磨削完畢；磨削完畢后，磨削砂輪12升起，測量儀11檢測探頭伸出，x軸載板2帶動加工完的擺線輪沿x軸導(dǎo)軌5移動至探頭處，對加工完畢的擺線輪進(jìn)行質(zhì)量檢測，檢測達(dá)標(biāo)后取下擺線輪；磨削砂輪12經(jīng)過長時間工作會發(fā)生輕度磨損，影響磨削精度，需要移動至修整砂輪10處進(jìn)行修整。
本次發(fā)覺的機(jī)器人關(guān)節(jié)用rv減速器擺線輪精密磨床直線定位精度達(dá)1μm，角度定位精度達(dá)5arc·sec，由該磨床批量磨削加工的rv擺線輪齒形直線輪廓度≤4μm，齒間角度誤差小于5arc·sec。
在機(jī)器人關(guān)節(jié)用RV減速器擺線輪精密磨床，包括床體及相應(yīng)的X向組件、Y向組件、Z向組件，X向組件通過X軸靜壓導(dǎo)軌和X軸驅(qū)動電機(jī)移動，Y向組件和Z向組件同理，Z向組件上設(shè)置靜壓磨削主軸和磨削頭，磨削主軸上設(shè)置動平衡頭，本發(fā)明采用高剛度靜壓頭尾架對工件進(jìn)行定位、夾緊及支撐，采用靜壓磨削主軸為磨削砂輪提供主切削力，采用靜壓軸承固定、支承轉(zhuǎn)軸；以上靜壓機(jī)構(gòu)應(yīng)用于高精密磨床優(yōu)點(diǎn)突出：精度高，剛度大，承載能力強(qiáng)，動平衡優(yōu)秀，減震性能優(yōu)異，對機(jī)床熱輸入極小，可提高切削力，縮短加工時間；靜壓傳動機(jī)構(gòu)配合超精密編碼器的閉環(huán)傳動系統(tǒng)完全滿足工藝要求。