工業(yè)機(jī)器人高精密擺線減速器是我國(guó)核心基礎(chǔ)零部件薄弱的典型代表。2013年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人購(gòu)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(guó)外壟斷，嚴(yán)重制約了我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，截止目前，rv減速器國(guó)產(chǎn)化尚無(wú)實(shí)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(guó)裝備制造業(yè)的短板，長(zhǎng)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(shí)會(huì)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(shí)固連，x軸靜壓導(dǎo)軌5的軌道固定于床體1上，整個(gè)x軸載板2及其連接部件可通過x軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)24驅(qū)動(dòng)x軸靜壓絲杠6沿x方向移動(dòng)；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(tái)18上，故整體可在可在y軸載板20上沿y方向移動(dòng)，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(dòng)；修整砂輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)9與靜壓頭架8固連，在磨削砂輪12經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間工作磨損后可驅(qū)動(dòng)修整砂輪10對(duì)其進(jìn)行修整。
具體實(shí)施過程：先將一對(duì)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(duì)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(duì)rv減速器擺線輪3被準(zhǔn)確牢固定位；檢測(cè)系統(tǒng)中的測(cè)量?jī)x11探頭伸出測(cè)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(duì)初始位置，靜壓頭架8沿x軸靜壓導(dǎo)軌5移動(dòng)到探頭位置處，靜壓頭架8帶動(dòng)夾具4轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)量?jī)x11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(dòng)電機(jī)24、19、15按照操作系統(tǒng)指令驅(qū)動(dòng)對(duì)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(dòng)，至磨削砂輪12與待加工rv擺線輪3磨削初始位置對(duì)齊，x軸載板2沿x軸靜壓導(dǎo)軌5移動(dòng)，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(dòng)，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(dòng)，直至完成第一次粗磨削，磨削深度0.05mm，如此來(lái)回，待加工rv擺線輪3沿x軸導(dǎo)軌5左右移動(dòng)，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(gè)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(dòng)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(gè)擺線輪3磨削完畢；磨削完畢后，磨削砂輪12升起，測(cè)量?jī)x11檢測(cè)探頭伸出，x軸載板2帶動(dòng)加工完的擺線輪沿x軸導(dǎo)軌5移動(dòng)至探頭處，對(duì)加工完畢的擺線輪進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，檢測(cè)達(dá)標(biāo)后取下擺線輪；磨削砂輪12經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)發(fā)生輕度磨損，影響磨削精度，需要移動(dòng)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(dòng)電機(jī)移動(dòng)，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(dòng)平衡頭，本發(fā)明采用高剛度靜壓頭尾架對(duì)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(dòng)平衡優(yōu)秀，減震性能優(yōu)異，對(duì)機(jī)床熱輸入極小，可提高切削力，縮短加工時(shí)間；靜壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)配合超精密編碼器的閉環(huán)傳動(dòng)系統(tǒng)完全滿足工藝要求。