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【大族電機(jī)?頭條】國產(chǎn)減速器各路英豪談現(xiàn)狀之痛與奮起之道

2024-11-23 02:00:19

編者按：

　　在國產(chǎn)機(jī)器人崛起道路上，減速機(jī)的產(chǎn)業(yè)化、自動化是非常重要的內(nèi)容。當(dāng)前，國內(nèi)減速器被國外廠商高度壟斷，現(xiàn)階段尚處于普及期的國產(chǎn)減速機(jī)無法實現(xiàn)全面進(jìn)口替代。精密減速器到底具有哪些技術(shù)難點？國產(chǎn)減速器如何卯足了勁追趕？看看國產(chǎn)減速器各路英豪各有什么經(jīng)驗之談。

特邀嘉賓：

　浙江雙環(huán)傳動機(jī)械股份有限公司研究院院長張靖博士

　　浙江雙環(huán)傳動機(jī)械股份有限公司總經(jīng)理吳長鴻

　　浙江來福諧波傳動股份有限公司董事長張杰

　　配天集團(tuán) 副總裁徐志根

　　蘇州奇步機(jī)器人有限公司銷售總監(jiān) 姜勤安

　　減速器對于機(jī)器人來說意味著什么？

　　減速器，是一種精密的動力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，它利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩，是一種降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩的裝置。在工業(yè)機(jī)器人所有核心零部件中，減速器最為關(guān)鍵。

　　按結(jié)構(gòu)不同，工業(yè)機(jī)器人用精密減速器可以分為五類，分別是諧波齒輪減速器、擺線針輪行星減速器、RV減速器、精密行星減速器和濾波齒輪減速器。在精度、扭矩、剛度、傳送效率等衡量減速器的各個性能指標(biāo)上，它們各有不同。其中，RV減速器和諧波減速器是最主流的工業(yè)機(jī)器人用精密減速器。

　　世界75%的精密減速器市場被日本的納博特斯克和哈默納科占領(lǐng)，其中納博特斯克生產(chǎn)RV減速器，約占60%的份額，哈默納科生產(chǎn)諧波減速器，約占15%的份額。

　　相比日本巨頭幾十年的積淀，中國的工業(yè)機(jī)器人用精密減速器研究開始較晚，技術(shù)不成熟，形成了精密減速器不能自給自足的局面，嚴(yán)重依賴進(jìn)口，因而“逆襲”路上挑戰(zhàn)重重。

　　精密減速器：國產(chǎn)機(jī)器人不能缺失之痛

　　當(dāng)前，減速器價格呈下行趨勢。自納博特斯克與上海機(jī)電合資以來，隨著國際機(jī)器人在中國產(chǎn)能加大和國產(chǎn)機(jī)器人的發(fā)展，其RV減速機(jī)價格逐漸下降。再加上2016年常州工廠的投產(chǎn)，預(yù)計價格還會有進(jìn)一步下降空間。

　　據(jù)浙江雙環(huán)傳動機(jī)械股份有限公司董事長吳長鴻了解，納博特斯克今年大概降價三次，降價幅度已達(dá)50%以上。不言而喻，國產(chǎn)減速器企業(yè)在分羹國內(nèi)市場上的難度也在不斷加大，一方面要技術(shù)過關(guān)，使得國產(chǎn)減速器從“能用”達(dá)到“好用”；另一方面也要想辦法降低成本。吳長鴻誠然這就是現(xiàn)狀之痛。

　　精密減速器之所以是工業(yè)機(jī)器人最重要的零部件，是因為工業(yè)機(jī)器人運動的核心部件“關(guān)節(jié)”就是由它構(gòu)成，每個關(guān)節(jié)都要用到不同的減速機(jī)產(chǎn)品。

　　據(jù)了解，減速機(jī)的技術(shù)門檻非常之高，國內(nèi)有部分企業(yè)在技術(shù)水平上取得了重大突破，但國內(nèi)對關(guān)鍵零部件的加工精度不能完全保證，尚不能形成批量化生產(chǎn)，目前只能依賴進(jìn)口，嚴(yán)重制約了自主化市場需求。

　　配天集團(tuán)副總裁徐志根認(rèn)為減速器的關(guān)鍵技術(shù)難點在于核心零部件的加工。

　　減速器的核心部件有擺線輪、曲柄軸、針齒殼，它們的關(guān)鍵尺寸精度要求都在0.005mm以下，如何同時保證加工精度、加工效率及加工一致性，是每個減速器企業(yè)需要面臨的挑戰(zhàn)。

　　蘇州奇步機(jī)器人有限公司銷售總監(jiān)姜勤安則認(rèn)為從目前來看，減速器的技術(shù)攻破最難點是精度保持性。

　　姜勤安從其市場調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，很多企業(yè)生產(chǎn)出的減速器可能在出廠時能體現(xiàn)出不錯的精度，但由于減速機(jī)內(nèi)部承受著巨大的壓力，如果沒有優(yōu)質(zhì)的材料和過硬的熱處理技術(shù)，減速器很快就會受到磨損甚至壓碎軸承，導(dǎo)致精度降低。

　　“這些問題在減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候就已經(jīng)出現(xiàn)，因而是不可能避免的。” 姜勤安指出只能通過加強(qiáng)材料的辦法來減少其影響。

　　浙江來福諧波傳動股份有限公司董事長張杰在上述觀點中補(bǔ)充認(rèn)為減速器有很多難點，諧波減速器是一個簡單又復(fù)雜的產(chǎn)品。

　　“諧波減速器雖然零件非常少，但是做起來又非常復(fù)雜。” 張杰進(jìn)一步解釋，“有兩個難點是所有減速器都必須面對的問題。第一，壽命，壽命又分為‘精度壽命’和‘產(chǎn)品壽命’兩個方面；第二，精度?！?/p>

　　張杰認(rèn)為影響減速器壽命和精度的原因有很多，包括但不僅限于材料、加工工藝、設(shè)備、結(jié)構(gòu)設(shè)計等等。他表示來福諧波在2013年進(jìn)軍這一領(lǐng)域時，基本上掌握了最基礎(chǔ)的諧波制作工藝、漸開線齒型的設(shè)計方法、原材料的加工方式等。

　　“說實話，當(dāng)年初涉這一領(lǐng)域時，覺得諧波減速器并不是一個很難做好的產(chǎn)品。至今，我們在這領(lǐng)域耕耘三年多了，研發(fā)投入每年都超過1000萬，越發(fā)感到諧波減速器真的不是五個零件組裝在一起就夠了的。”

　　張杰坦言，諧波減速器雖然是一個純機(jī)械零件，卻是個學(xué)科知識的“集大成者”，其中包括的學(xué)科有材料學(xué)、物理學(xué)、動力學(xué)、數(shù)學(xué)等等。

　　浙江雙環(huán)傳動機(jī)械股份有限公司張靖博士的觀點與張杰頗為相似，他認(rèn)為技術(shù)難點是綜合性的，包括整機(jī)原理和核心關(guān)鍵設(shè)計技術(shù)、高精度制造工藝及裝配技術(shù)、整機(jī)性能測試評價及疲勞實驗等等，缺一不可。

　　正因為上述各項難點導(dǎo)致國產(chǎn)減速器的一致性較差，產(chǎn)品之間可復(fù)制性低。可見，提供規(guī)?；倚阅芸煽康木軠p速器部件是我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化、自主化的重中之重。精密減速機(jī)國產(chǎn)化已經(jīng)迫在眉睫，是未來發(fā)展戰(zhàn)略中的大課題。

　　逆襲路上：國產(chǎn)減速器奮起直追

　　國產(chǎn)減速器各路英豪為擺脫這份“英雄氣短”，紛紛卯足了勁奮起直追，使出應(yīng)對減速器市場風(fēng)云變幻的殺手锏。

　　徐志根透露配天通過對加工工藝的不斷改進(jìn)，目前已經(jīng)實現(xiàn)了部分減速器的小批量生產(chǎn)，無論從精度、效率、溫升、可靠性上都達(dá)到了國際同類產(chǎn)品的水平。另外，配天還自行設(shè)計了減速器測試平臺。

　　在諧波減速器的突破上，張杰稱諧波減速器的趨勢必然是越來越輕，越來越小，性能越來越強(qiáng)。他表示目前企業(yè)最需要的就是“堅持”，“選擇細(xì)分領(lǐng)域做深入的研究和開發(fā)，希望在常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品之外，為一些使用不了標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的客戶提供非標(biāo)定制服務(wù)”。他認(rèn)為電機(jī)和諧波減速器一體化的趨勢已經(jīng)非常明顯了。

　　有業(yè)內(nèi)人士也認(rèn)為國產(chǎn)減速器企業(yè)想在外企的老路上超越是不太可能的，除非有顛覆性的技術(shù)。因此他比較期待有顛覆性的產(chǎn)品實現(xiàn)替代，“電機(jī)和減速器一體化”正是其中一種顛覆方式。

　　姜勤安同意電機(jī)與減速機(jī)一體化確實能讓減速器行業(yè)前進(jìn)一步，這一技術(shù)在精度，穩(wěn)定性和減重量降體積等方面都有積極作用。

　　姜勤安稱蘇州奇步研發(fā)的QB構(gòu)型減速器從結(jié)構(gòu)上優(yōu)化了內(nèi)部受力，使材料承受壓力降至RV構(gòu)型的一半，因此在對材料沒有那么高要求的情況下也能滿足所需。結(jié)構(gòu)上的合理布置使得內(nèi)部發(fā)熱小、磨損小，傳動效率更高，載荷更大，精度也能長久保持，而更適合高轉(zhuǎn)速伺服電機(jī)驅(qū)動。

　　姜勤安表示未來可能會出現(xiàn)精度可調(diào)結(jié)構(gòu)的減速器，即減速器在經(jīng)過數(shù)年磨損后通過調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)來恢復(fù)至出廠精度，使減速機(jī)不再是易耗品。

　　在RV減速器領(lǐng)域，吳長鴻信心滿滿地說：“其實RV并沒有外界想象的那么難研發(fā)，突破我認(rèn)為指日可待。”

　　張靖預(yù)測機(jī)器人用減速器的未來趨勢肯定是高精度、高可靠性、更好的抗沖擊特性、體積更小、成本更低，機(jī)-電-控結(jié)合的模塊化?！半p環(huán)傳動目前對以上核心技術(shù)有充分的認(rèn)識和準(zhǔn)備，我們會積極拓展新產(chǎn)品，穩(wěn)扎穩(wěn)打做好現(xiàn)在，布局未來。”

　　據(jù)悉，國內(nèi)做工業(yè)機(jī)器人減速器的企業(yè)不止50家，但其中產(chǎn)品面世或者批量化生產(chǎn)的企業(yè)不過二十余家。相信隨著國內(nèi)一批秉承“實干”精神的品牌企業(yè)的建立，國內(nèi)外市場將越來越開闊，我國減速器在國際市場上的競爭力也會越來越強(qiáng)，機(jī)器人核心部件生產(chǎn)和應(yīng)用將迎來黃金發(fā)展機(jī)遇期。

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