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       相對德、日、韓等國而言，我國機器人密度還是很低，2012年我國制造業(yè)中每萬(wàn)人工業(yè)機器人擁有量?jì)H為23臺，遠低于世界平均的每萬(wàn)人58臺。即使剔除不可比因素，我國機器人密度還存在較大的提升空間，工業(yè)機器人市場(chǎng)潛力巨大。2015年，我國工業(yè)機器人市場(chǎng)需求量達到7.5萬(wàn)臺，保有量達到26.6萬(wàn)臺。預計到2020年，我國工業(yè)機器人市場(chǎng)需求量將達到15萬(wàn)臺，保有量達到80萬(wàn)臺。到2025年，我國工業(yè)機器人市場(chǎng)需求量將達到26萬(wàn)臺，保有量達到180萬(wàn)臺。

 

       機器人軸承

 

      1.工業(yè)機器人軸承種類(lèi)

 

      工業(yè)機器人軸承主要有以下四類(lèi):

 

      除上述軸承外，工業(yè)機器人還應用深溝球軸承、圓錐滾子軸承、角接觸球軸承、轉盤(pán)軸承、無(wú)外圈圓柱滾子軸承、直線(xiàn)軸承、關(guān)節軸承、磁懸浮軸承、氣體靜壓推力軸承等。

 

      2.工業(yè)機器人軸承的關(guān)鍵技術(shù)

 

       現代工業(yè)機器人的發(fā)展趨于輕量化，軸承要安裝在有限的空間，必須體積小、重量輕，也就是輕量化。但同時(shí)，機器人的高載荷、高回轉精度、高運轉平穩性、高定位速度、高重復定位精度、長(cháng)壽命、高可靠性的性能，要求配套的機器人軸承必須具備高承載能力、高精度、高剛度、低摩擦力矩、長(cháng)壽命、高可靠性的性能。輕量化和高性能是一對矛盾。

設計技術(shù):

 

       工業(yè)機器人用薄壁軸承不僅要保證有足夠的承載能力，而且要求精確定位、運轉靈活，因此，軸承設計分析、主參數的確定，不能單以額定動(dòng)載荷為目標函數，而要以額定動(dòng)載荷、剛度和摩擦力矩等指標作為目標函數進(jìn)行多目標優(yōu)化設計，同時(shí)要采用基于套圈和機架變形的薄壁軸承有限元分析方法。

制造技術(shù):

 

      (1)機器人軸承動(dòng)態(tài)質(zhì)量高精度檢測技術(shù);

 

      (2)薄壁軸承套圈微變形熱處理工藝;

 

      (3)基于磨削變質(zhì)層控制的軸承套圈精磨加工工藝;

 

      (4)薄壁軸承負游隙的精確控制技術(shù);

 

      (5)薄壁角接觸球軸承凸出量的精確控制技術(shù);

 

      (6)薄壁軸承的精密裝配技術(shù);

 

      (7)薄壁軸承套圈非接觸測量技術(shù)。

 

      3.我國工業(yè)機器人軸承市場(chǎng)需求

 

       未來(lái)我國機器人軸承市場(chǎng)非常廣闊。

 

       隨著(zhù)我國工業(yè)機器人的快速發(fā)展，必將帶來(lái)機器人軸承的快速發(fā)展。一般的定位型工業(yè)機器人(給機床上下料)，每臺機器人需要軸承36套左右。如果未來(lái)中國工業(yè)機器人年需求量為15萬(wàn)臺，則需要機器人軸承540萬(wàn)套。

6kg機器人售價(jià)15萬(wàn)元，160kg機器人售價(jià)45萬(wàn)元，設均價(jià)為30萬(wàn)元，配套軸承占售價(jià)的8%，則年銷(xiāo)售15萬(wàn)臺，需配套軸承36億元。

 

       4.我國機器人軸承的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化

 

       "七五"期間，洛陽(yáng)軸研科技股份有限公司(洛陽(yáng)軸承研究所)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)軸研科技)承擔了國家《機器人專(zhuān)用軸承的開(kāi)發(fā)研究》，對焊接、噴涂、裝配機器人用薄壁四點(diǎn)接觸球軸承和薄壁交叉圓柱滾子軸承進(jìn)行了設計、試制、性能檢測及壽命試驗，與德國YAO及日本THK同類(lèi)軸承結果對比，達到了當時(shí)同類(lèi)產(chǎn)品，如德國YAO及日本THK的產(chǎn)品的技術(shù)水平。

 

       1988年，軸研科技承擔了國家項目《諧波傳動(dòng)薄壁柔性軸承理論分析及計算》，對諧波傳動(dòng)裝臵的原理及軸承的安裝進(jìn)行了分析研究，為設計薄壁柔性軸承提供了理論基礎。

 

       1988年洛陽(yáng)LYC公司承擔的國家項目《諧波傳動(dòng)變速器用柔性軸承的研制》，對神舟號飛船測控系統雷達用四點(diǎn)接觸器轉盤(pán)軸承和諧波傳動(dòng)減速器用柔性深溝球軸承進(jìn)行了設計、試制、性能檢測及壽命試驗，并成功應用于我國自行研制的"神舟1號"，"神舟2號"飛船上。承擔的《高精度薄壁等截面角接觸球軸承LY-7023、LY-7024、LY-7025的研發(fā)》課題研制產(chǎn)品技術(shù)指標達到國外薄壁等截面制造一流企業(yè)KAYDON、RBC同等水平。

 

        2010年洛陽(yáng)LYC公司承擔的《重載工業(yè)機器人薄壁轉盤(pán)軸承的研制》課題，開(kāi)發(fā)為重載焊接工業(yè)機器人腰部用四點(diǎn)接觸球薄壁轉盤(pán)軸承，并通過(guò)了用戶(hù)裝機使用。

 

        2004年，軸研科技承擔了中國機械工業(yè)集團有限公司"機器人關(guān)鍵配套軸承的開(kāi)發(fā)研制"項目，完成了薄壁密封四點(diǎn)接觸球軸承和薄壁密封交叉滾子軸承的優(yōu)化設計方法制訂和系列化產(chǎn)品設計圖冊的編制，并對搬運機器人配套使用的兩種類(lèi)型典型型號軸承FPXU408-2RZ和CRB13025-2RS進(jìn)行了開(kāi)發(fā)研制，與當時(shí)國外同類(lèi)產(chǎn)品相當，初步實(shí)現了工業(yè)機器人專(zhuān)用軸承的國產(chǎn)化配套。

 

        近年來(lái)，洛陽(yáng)軸研科技股份有限公司對薄壁軸承的機構特點(diǎn)、剛度、精度、摩擦力矩、預緊和應用等進(jìn)行了研究，定性分析了薄壁軸承設計要點(diǎn)和軸系支承剛度對軸承變形的影響，為我國工業(yè)機器人軸承的開(kāi)發(fā)提供了技術(shù)支撐。
 

        洛陽(yáng)LYC軸承有限公司針對諧波傳動(dòng)用柔性軸承的類(lèi)型、結構特點(diǎn)、材料及熱處理工藝、尺寸公差和旋轉精度、滾動(dòng)體精度、游隙、檢驗方法進(jìn)行了深入研究。

 

        河南科技大學(xué)提出了輕量化綠色化長(cháng)壽命薄壁四點(diǎn)接觸球軸承的結構設計方法，研究了軸承有效壁厚與承載能力、啟動(dòng)摩擦力矩等關(guān)鍵性能指標之間的關(guān)系，提出了保證壽命與可靠性的Z小壁厚推薦值。

 

        此外，洛陽(yáng)一些規模不太大的企業(yè)，如鴻元軸承、佰納軸承等，已小批量生產(chǎn)工業(yè)機器人軸承多年，產(chǎn)品除供國內工業(yè)機器人軸承主機使用，還出口韓國等國家。這些廠(chǎng)家在工業(yè)機器人軸承的制造上積累了一些經(jīng)驗，他們鍥而不舍地堅守在工業(yè)機器人軸承領(lǐng)域，難能可貴。

 

        但是，從總體上看，我國工業(yè)機器人軸承的研發(fā)不充分，碎片化，工程化不好，研發(fā)成果向生產(chǎn)力轉化不好。那些小批量生產(chǎn)工業(yè)機器人軸承的企業(yè)是利用從進(jìn)行過(guò)工業(yè)機器人軸承的大型企業(yè)退休下來(lái)的技術(shù)人員的老底，沒(méi)有進(jìn)行充分的研發(fā)和工程化，就直接小批量生產(chǎn)，向主機廠(chǎng)供貨，很多問(wèn)題知其然，不知其所然。

 

       我國機器人軸承發(fā)展的技術(shù)路線(xiàn)應該是:

 

       (1)充分發(fā)揮市場(chǎng)配置資源的基礎性作用，促進(jìn)工業(yè)機器人軸承產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。既要知難而進(jìn)，攻克機器人軸承的技術(shù)制高點(diǎn)，逐步替代進(jìn)口;又不要一哄而上，造成工業(yè)機器人軸承這種高端產(chǎn)品的產(chǎn)能過(guò)剩。

 

       (2)在工業(yè)機器人的開(kāi)發(fā)上，已不能因循研發(fā)→工程化→產(chǎn)業(yè)化，按部就班的進(jìn)行，而要走研發(fā)、工程化、產(chǎn)業(yè)化"并聯(lián)式"發(fā)展的路子。要進(jìn)行研發(fā)補課，行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)的研發(fā)機構和相關(guān)大學(xué)、科研院所要對多年來(lái)工業(yè)機器人碎片化的研發(fā)成果進(jìn)行梳理、整合和深化，特別要在檢測、檢驗和工業(yè)性試驗上下工夫，著(zhù)力實(shí)現工程化。同時(shí)，按市場(chǎng)需求，通過(guò)實(shí)施技術(shù)改造項目，形成生產(chǎn)能力，滿(mǎn)足主機行業(yè)的配套需求。

 

       (3)提倡具有工業(yè)機器人軸承研發(fā)能力和研發(fā)基礎的大型企業(yè)和有工業(yè)機器人軸承小批量生產(chǎn)經(jīng)驗的中小型企業(yè)優(yōu)勢互補，合作共贏(yíng)。

 

       (4)有志于開(kāi)發(fā)工業(yè)機器人軸承的企業(yè)，應該努力尋求與工業(yè)機器人主機企業(yè)建立戰略合作關(guān)系，并邀請相關(guān)大學(xué)、科研院所加盟，建立工業(yè)機器人軸承協(xié)同創(chuàng )新戰略同盟。

 

       (5)標準化主管部門(mén)應組織有關(guān)企業(yè)(工業(yè)機器人軸承供需雙方企業(yè))、大學(xué)和科研院所，在認真總結工業(yè)機器人軸承的研發(fā)→工程化→產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)積淀和實(shí)踐經(jīng)驗的基礎上，制定并貫徹實(shí)施工業(yè)機器人軸承系列標準。