KOLLMORGEN SRB-MS-ILK5 是科尔摩根(Kollmorgen)品牌旗下的一款高性能、低背隙精密行星减速机。它属于SRB系列伺服行星齿轮箱,是专为与科尔摩根AKM系列等伺服电机直连集成而优化的传动解决方案。
该减速机通过精密行星齿轮结构将伺服电机的高转速、低扭矩输出,转换为设备端所需的低转速、高扭矩输出,同时具备极高的扭转刚性、传动精度和可靠性,是构建高动态、高精度运动控制系统的关键机械部件。
应用场景:
在一台高速Delta并联机器人(俗称“蜘蛛手”)的抓取手臂关节中,电机需要在每秒内完成数十次急速的启停和精确的角度定位。若使用普通减速机,其固有的弹性变形(扭转刚度低)和齿隙会导致手臂末端在高速停止时产生难以抑制的抖动和过冲,严重影响抓放精度和节拍。工程师为每个旋转关节选用了 KOLLMORGEN SRB-MS-ILK5 精密行星减速机,将其与高响应的AKM伺服电机直连。SRB-MS-ILK5 极高的扭转刚度和近乎零背隙的特性,使得电机的控制指令被毫无延迟和弹性损耗地传递到手臂。机器人最终实现了每分钟超过150次的稳定、精准抓取,末端重复定位精度达到±0.05mm,将生产效率推向极限,同时消除了因振动造成的机械磨损。
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | SRB-MS-ILK5 |
制造商 | Kollmorgen(科尔摩根) |
产品类别 | 精密伺服行星减速机 |
系列归属 | SRB系列(伺服直角型行星减速机) |
减速比 | 5:1 (ILK5 代表减速比为5) |
额定输出扭矩 | 取决于框架尺寸,通常在几十至上百Nm范围(需查具体尺寸表) |
瞬时最大扭矩 | 可达额定扭矩的200%以上,承受高动态冲击负载 |
背隙 | 极低,通常小于 3 arc-min(弧分),高端型号可达 <1 arc-min |
满载效率 | >94%,高效传动,减少能量损耗和温升 |
防护等级 | 标准IP65,防尘防水,适应恶劣工业环境 |
输入接口 | 定制化法兰,可与Kollmorgen AKM等系列伺服电机直接连接,无需适配器 |
输出方式 | 实心轴或中空轴,带键槽或采用Lockring缩紧盘连接技术 |
润滑方式 | 终身免维护润滑(在指定工况下),减少维护成本 |
技术原理与创新价值:
创新点1:Optimum Tooth Profile(最优齿形)与精密制造工艺。
KOLLMORGEN SRB-MS-ILK5 的核心优势源于其齿轮设计。它采用经过特殊优化修正的渐开线齿形,并结合了齿顶和齿根的修形技术。这种设计最大化地增加了齿轮啮合的重合度,使扭矩传递由多对齿面同时承担,不仅显著提高了额定扭矩和过载能力,更极大地降低了传递误差和运行噪音。配合科尔摩根严格控制的材料热处理和磨齿工艺,确保了每一个齿轮都具有极低的齿形误差和表面粗糙度,这是实现低背隙、高精度和长寿命的物理基础。
创新点2:高刚性结构与一体式设计。
该减速机采用高强度合金钢壳体,行星架采用一体化设计,而非分体式拼装,这极大地增强了整体结构的刚性。其输出轴承采用大尺寸、高刚性的角接触球轴承或圆锥滚子轴承配置,能够承受巨大的径向和轴向力。SRB-MS-ILK5 超高的扭转刚度意味着在承受负载时,其输出轴的角变形极小,从而保证了系统的高动态响应特性和定位精度,使得伺服控制环路的增益可以设置得更高,系统响应更快、更稳定。
创新点3: Lockring® 缩紧盘连接技术与模块化集成。
Kollmorgen在 SRB-MS-ILK5 的输入和输出连接上广泛应用其专利的Lockring无键连接技术。这种技术通过液压或螺栓压紧一个高强度锁紧环,在轴和轮毂之间产生巨大的抱紧力和摩擦力来传递扭矩,连接刚性好、对中性极佳,且无需键槽,避免了应力集中和潜在的磨损问题。同时,其输入法兰专门为AKM等科尔摩根伺服电机设计,实现了真正的“模块化”即插即用集成,节省了安装空间和时间,并保证了最高的同心度和连接可靠性。
应用案例与行业价值:
案例:半导体晶圆搬运机器人(EFEM)的精密升降与旋转机构
在半导体前端设备中,EFEM负责在工艺腔室与传送盒(FOUP)之间高速、洁净地传送晶圆。其核心的晶圆搬运机器人手臂,需要在真空或惰性气体环境中,以毫米级精度进行升降和旋转运动,任何微小的振动或定位误差都可能导致价值数百万的晶圆破损。
应用流程: 机器人的Z轴(升降)和R轴(旋转)驱动均采用了“AKM伺服电机 + KOLLMORGEN SRB-MS-ILK5 行星减速机”的集成模组。减速机起到了匹配惯量、放大扭矩、并保证末端执行器平稳精确运动的关键作用。
带来的改进:
精度与稳定性飞跃: SRB-MS-ILK5 的零背隙特性彻底消除了反转时的位置丢失,其高刚性确保了即使在急加减速时,末端也几乎无抖动。晶圆搬运的位置重复精度稳定在±0.01mm以内。
速度与节拍提升: 高刚性允许使用更高的伺服增益,使运动曲线更加陡峭,机器人的平均搬运周期(Move Time)缩短了15%,提升了整机产能。
可靠性与维护成本: 终身润滑和密封设计使其完全适应洁净室环境,免维护特性大幅降低了设备的全生命周期运维成本,提高了设备综合利用率(OEE)。
用户评价: 半导体设备制造商机械首席工程师评价:“在如此紧凑且要求极高的空间里,Kollmorgen SRB-MS-ILK5 减速机与AKM电机的组合是我们实现‘快、准、稳’目标的唯一可靠选择。它的表现直接决定了我们设备在客户产线中的竞争力和口碑。”


相关产品组合方案:
AKM系列伺服电机: SRB-MS-ILK5 的最佳拍档,提供高性能的动力输入,两者通过定制法兰直连,构成完美的动力模组。
AKD系列伺服驱动器: 控制AKM电机的“大脑”,与 SRB-MS-ILK5 + AKM组成的机械单元协同,形成完整的运动控制解决方案。
SRB系列其他减速比型号(如 SRB-MS-ILK3, ILK10, ILK25 ): 同系列不同减速比产品,满足从高速低扭矩到低速高扭矩的各种应用需求。
FHA/CFH系列谐波减速机: Kollmorgen旗下的另一种高精度减速方案,更适合对体积、重量和零背隙有极致要求的轻负载关节(如协作机器人),与 SRB 行星系列形成互补。
直连套件与适配法兰: 用于将 SRB-MS-ILK5 与其他品牌伺服电机进行连接的特殊接口组件。
高分辨率反馈装置(编码器/Resolver): 安装在电机或减速机输出端,为系统提供更精确的位置闭环反馈,进一步提升控制精度。
Kollmorgen WorkBench™ 软件: 用于对AKD驱动器及整个运动系统进行配置、调谐和诊断的强大工具,可优化与 SRB-MS-ILK5 匹配的伺服性能。
定制化机械臂或模组: 基于 SRB-MS-ILK5 等核心传动部件,Kollmorgen可提供或协助开发完整的定制化直线运动模组或关节模组。
安装维护与全周期支持:
KOLLMORGEN SRB-MS-ILK5 减速机的安装需要专业的对中工具和严格的工艺要求,尤其是在使用Lockring连接时,必须遵循规定的扭矩和液压压力步骤,以确保连接可靠。安装环境需保持清洁,防止异物进入。与伺服电机连接时,需确保输入法兰面清洁并均匀紧固螺栓。
在维护方面,该减速机在标准工况下为终身润滑,无需更换润滑油,这大大简化了维护工作。日常维护重点在于定期检查减速机运行是否有异常噪音或温升过高,检查所有机械紧固件是否松动,并清洁外部卫生。