新聞中心
工業(yè)機器人諧波減速器及配套軸承的研究現狀與未來(lái)
近年以來(lái)，大家只要談到諧波減速器，從事工業(yè)機器人領(lǐng)域的業(yè)內人士都不會(huì )陌生。過(guò)去多年，這個(gè)有時(shí)不過(guò)巴掌大的機器人核心零部件，由于核心技術(shù)長(cháng)期被國外品牌壟斷，一直占據機器人約三成的整體成本。這一現實(shí)也客觀(guān)上推高了國內機器人應用的成本...
六軸工業(yè)機器人結構圖
諧波減速器的前世今生:
20世紀50年代中期，隨著(zhù)全球科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，美國人馬瑟在薄殼彈性變形理論基礎上，應用金屬的撓性和彈性力學(xué)原理發(fā)明出來(lái)一種新型諧波傳動(dòng)技術(shù)。諧波傳動(dòng)技術(shù)主要應用于航空航天、工業(yè)機器人、精密設備儀器、雷達通訊設備、印刷機械、紡織機械、半導體工業(yè)晶圓傳送裝置、印刷包裝機械、醫療器械、金屬成型機械、儀器儀表、光學(xué)制造儀器、核設施及空氣動(dòng)力實(shí)驗研究等領(lǐng)域。
諧波傳動(dòng)這項新型技術(shù)的出現便引起了各國的重視。1970年引入日本，隨之誕生了日本家整體運動(dòng)控制的領(lǐng)軍企業(yè)－日本HarmonicDriveSystemsInc.(簡(jiǎn)稱(chēng)HDSI)。日本HDSI公司生產(chǎn)的HarmonicDrive諧波減速器，具有輕量、小型、傳動(dòng)效率高、減速范圍廣、精度高等特點(diǎn)，被廣泛應用于各種傳動(dòng)系統中。HDSI主要生產(chǎn)和銷(xiāo)售各種精密減速裝置，當之無(wú)愧為整體運動(dòng)控制的領(lǐng)軍企業(yè)。為了涵蓋諧波減速器不能覆蓋到的低減速比領(lǐng)域，HDSI產(chǎn)品還開(kāi)發(fā)了精密行星齒輪減速機HarmonicPlanetary。獨特的內齒圈形變工藝，可使行星齒輪嚙合得更緊、消除背隙，從而將傳動(dòng)誤差控制在精密范圍內。HDSIZ初只是在其國內發(fā)展，與之有著(zhù)長(cháng)久合作關(guān)系的有安川電機、三菱電機及發(fā)那科等企業(yè)。
近年來(lái)，中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新的歷史機遇期，以ABB、KUKA、安川、發(fā)那科為代表的機器人企業(yè)紛紛大舉進(jìn)入中國，設立工廠(chǎng)，搶占市場(chǎng)份額。在中國，如手機制造、半導體、液晶生產(chǎn)機械等行業(yè)，對小型機器人的需求也是越來(lái)越旺盛，然而對于國內的工業(yè)機器人而言，特別是諧波減速器、伺服電機、控制系統等還需大量依賴(lài)進(jìn)口，這就導致了其競爭力還與國外企業(yè)有差距，但是這些又是工業(yè)機器人的上游部件、關(guān)鍵部件。據機器人聯(lián)盟（IFR）統計，2012年中國共進(jìn)口工業(yè)機器人約2.2萬(wàn)臺，中國將是全球增長(cháng)Z快的工業(yè)機器人市場(chǎng)。HDSI的諧波減速器是小型工業(yè)機器人（20kg以下）或者關(guān)節臂上不可取代的部件，這為其拓展中國大陸市場(chǎng)帶來(lái)了新的契機。2011年1月，HDSI在華成立設立哈默納科（上海）商貿有限公司，該公司為其在華投資設立的全資銷(xiāo)售子公司。主要負責HDSI產(chǎn)品在中國大陸的銷(xiāo)售、選型等技術(shù)支持及售后服務(wù)。
HDSI早期的產(chǎn)品主要是減速機等機械產(chǎn)品，時(shí)至今日，HDSI的主打產(chǎn)品又加上了眾多的機電一體化產(chǎn)品。在減速機方面，HDSI主要有HarmonicDrive(諧波齒輪傳動(dòng)減速機)和HarmonicPlanetary(行星齒輪減速機)。其生產(chǎn)的HarmonicDrive諧波減速機，基本上主導了主要市場(chǎng)，具有其他減速機不具備的特點(diǎn)：高旋轉精度/高定位精度、小型/輕量、傳動(dòng)效率高、高減速比、減速范圍廣、精度高、高轉矩容量、無(wú)齒隙、高效率及安靜運行等特點(diǎn)，被廣泛應用于各種傳動(dòng)系統中。為了涵蓋諧波減速機不能覆蓋到的低減速比領(lǐng)域，HDSI產(chǎn)品還開(kāi)發(fā)了精密行星齒輪減速機HarmonicPlanetary。獨特的內齒圈形變工藝，可以使得行星齒輪嚙合得更緊、消除背隙，從而將傳動(dòng)誤差控制在精密范圍內。
諧波減速器僅由3個(gè)基本部件構成：柔輪、波發(fā)生器和剛輪。柔輪的外徑略小于剛輪的內徑，通常柔輪比剛輪少2個(gè)齒。波發(fā)生器的橢圓型形狀決定了柔輪和剛輪的齒接觸點(diǎn)分布在介于橢圓中心的兩個(gè)對立面。波發(fā)生器轉動(dòng)的過(guò)程中，柔輪和剛輪齒接觸部分開(kāi)始嚙合。波發(fā)生器每正時(shí)針旋轉180°，柔輪就相當于剛輪逆時(shí)針旋轉1個(gè)齒數差。在180°對稱(chēng)的兩處，全部齒數的30%以上同時(shí)嚙合，這也造就了其高轉矩傳送。
HarmonicDrive擁有高轉矩型CSG系列諧波減速器、標準型CSF系列諧波減速器、超扁平和高負載容量型CSD系列諧波減速器、高轉矩中空軸和輸入軸型SHG系列諧波減速器、中空軸和輸入軸型SHF系列諧波減速器、超扁平和中空型SHD系列諧波減速器、小型雙軸型CSFsupermini系列諧波減速器、標準型CSG-GH/CSF-GH諧波減速器系列。
…………
講完了諧波減速器的誕生、發(fā)展歷程，接下來(lái)我們再來(lái)分析一下諧波減速器專(zhuān)用軸承：
精密軸承是裝備制造業(yè)中重要的、關(guān)鍵的基礎零部件，直接影響著(zhù)重大裝備和主機產(chǎn)品的性能質(zhì)量和可靠性，被譽(yù)為裝備制造的“心臟”部件。工業(yè)機器人諧波減速器，其配套軸承的精度、摩擦力矩、剛性直接影響著(zhù)整套諧波減速器乃至機器人的穩定性以及安全運轉。機器人配套軸承是軸承應用的一個(gè)細分市場(chǎng)，是隨著(zhù)工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的興起而發(fā)展起來(lái)的新興市場(chǎng)。機器人用精密軸承主要包括：諧波減速器軸承、柔性軸承、RV減速器軸承、交叉滾子軸承、等截面薄壁軸承等。
諧波減速器軸承
諧波減速器軸承是一種專(zhuān)業(yè)為諧波減速器配套的精密十字交叉滾子軸承。諧波減速器軸承主要有兩個(gè)類(lèi)型組成：根據其使用場(chǎng)合分為外圈分體、內圈整體的CSF/CSG系列諧波減速器軸承與外圈和內圈均為整體的SHF/SHG系列諧波減速器軸承這兩大類(lèi)。滾動(dòng)體為圓柱滾子，分布于互成90°垂直排列在V型滾道中。這種結構使得單個(gè)軸承就可以同時(shí)承受軸向載荷、徑向載荷和傾覆力矩等各個(gè)方向的載荷，諧波減速器配套軸承具有很高的剛度、旋轉精度以及復合承載能力；其外形緊湊，自帶有安裝孔，便于直接安裝，適合于各種不同類(lèi)型的諧波減速器。
雖然近幾年我國軸承制造技術(shù)不斷在進(jìn)步，但是與世界軸承工業(yè)強國相比，國內工業(yè)機器人諧波減速器專(zhuān)用十字交叉滾子軸承、RV減速器軸承、等截面薄壁軸承等多種系列精密軸承與國外還存在一定差距。主要表現為高技術(shù)、高精度、高附加值的產(chǎn)品比例偏低，產(chǎn)品的穩定性需要進(jìn)一步提高與改進(jìn)。隨著(zhù)國家政策支持力度的加大，相信我國軸承產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)發(fā)展的春天，必將加快精密軸承的國產(chǎn)化進(jìn)程，為中國重大裝備制造的完全國產(chǎn)化提供堅實(shí)的基礎。
中國國內正在積極推動(dòng)工業(yè)機器人行業(yè)的發(fā)展，對高技術(shù)、高精度的機器人用精密軸承需求進(jìn)一步提升，這就要求國內軸承生產(chǎn)企業(yè)不斷提升技術(shù)水平，加快軸承產(chǎn)業(yè)轉型升級，縮小與進(jìn)口精密軸承的質(zhì)量差距，實(shí)現精密軸承的國產(chǎn)化。
國內機器人的出路在于盡快突破制約國產(chǎn)機器人發(fā)展的核心零部件這一瓶頸。其中機器人諧波減速器及配套軸承生產(chǎn)企業(yè)應攜起手來(lái)，聯(lián)合行業(yè)優(yōu)勢企業(yè)，結成機器人產(chǎn)業(yè)鏈。盡快實(shí)現機器人及配套設備、零部件國產(chǎn)化進(jìn)程尤為關(guān)鍵。近年來(lái)，機器人諧波減速器軸承的設計、制造、檢驗和應用方面開(kāi)展了長(cháng)期的研究和技術(shù)攻關(guān)，公司在工業(yè)機器人軸承研制和生產(chǎn)實(shí)踐中，為使機器人軸承生產(chǎn)標準化、系列化，編制了工業(yè)機器人諧波減速器用全系列配套軸承產(chǎn)品樣本；制定了該系列產(chǎn)品企業(yè)標準，以更好的推進(jìn)工業(yè)機器人核心部件的國產(chǎn)化。公司專(zhuān)業(yè)從事工業(yè)機器人諧波減速器軸承的研究與開(kāi)發(fā)，為盡快實(shí)現機器人用諧波減速器軸承高性能、長(cháng)壽命、低成本而進(jìn)行了堅持不懈地努力，為機器人用諧波減速器生產(chǎn)企業(yè)提供“用得起，用得好，用的久”的高精密軸承，從而進(jìn)一步填補國內需求空白。
國產(chǎn)諧波減速器軸承與同類(lèi)進(jìn)口諧波減速器軸承相比還是存在很大優(yōu)勢的，隨著(zhù)我國諧波減速器軸承生產(chǎn)技術(shù)的提高，國產(chǎn)諧波減速器軸承的質(zhì)量更加有保障，而且在價(jià)格方面也有優(yōu)勢，在國內市場(chǎng)具有很強的競爭力。諧波減速器軸承的國產(chǎn)化，從而改變這些長(cháng)期被國外企業(yè)所壟斷、國內市場(chǎng)急需的高精尖精密軸承產(chǎn)品市場(chǎng)局面。隨著(zhù)國內一批品牌企業(yè)的建立，我國諧波減速器軸承在市場(chǎng)上的競爭力也越來(lái)越強，國內外市場(chǎng)越來(lái)越開(kāi)闊。
發(fā)布時(shí)間：2018-05-17 10:14:44