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有了自己的“關節”,國產機器人巋然挺
發布時間:2019-10-26 閱讀次數:1087次

在機器人行業,流傳著這樣一句半開玩笑的話:“如果一家日本的減速器企業說跪下,全球機器人沒幾個能站著。”

這句話的背后,是精密減速器被一家日本企業長期高度壟斷的不爭事實,而精密減速器就像是機器人的“關節”,也是機器人成本構成中占比最大的核心部件。被國外企業長期壟斷,嚴重制約著國產機器人產業的發展。但隨著近些年國產諧波減速器的快速崛起,這一局面正被改寫。

近日,在第21屆中國國際工業博覽會上,由蘇州綠的諧波傳動科技股份有限公司(以下簡稱綠的諧波)自主研發的Y系列諧波減速器,憑借諧波齒輪傳動領域世界最高精度和國際領先性能,一舉獲得中國工博會大獎。

這家名不見經傳的民營企業,其核心團隊2003年就開始默默無聞地瞄準了這個方向,不計付出,堅持投入,自主創新逆襲超越,從底層數學模型做起,采用完全不同的技術路線,研制出國際領先的諧波減速器,確保了國產機器人行業核心零部件的自主可控及高速發展。

20世紀50年代中期,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原理發明出來一種新型諧波傳動技術。70年代,這項技術引入日本,隨之日本制造的諧波減速器被廣泛地應用于各種傳動系統中,這家日本公司生產的諧波減速器,具有輕量、小型、傳動效率高、減速范圍廣、精度高等特點,成為整體運動控制領域當之無愧的領軍企業。

“諧波減速器廣泛應用于機器人、機床、自動化、航空航天等各種領域,主要起降低輸出轉速、增大輸出扭矩作用,具有大傳動比、高承載、高精度等諸多優點。”綠的諧波儲建華博士告訴記者,作為機器人最核心零部件之一,諧波減速器直接關系到機器人本體的性能與壽命,精度保持壽命、傳動精度、剛性等也是諧波減速器最具挑戰性的技術參數。

近年來,中國工業機器人產業進入新的歷史機遇期,國際機器人企業紛紛大舉進入中國。在中國,如汽車制造、3C電子、工廠自動化等行業,對機器人的需求也是越來越旺盛。然而,對于國內的機器人產業而言,諧波減速器、伺服電機和驅動器、控制系統等還需大量依賴進口,這就導致了其競爭力與國外企業還有差距。

據記者調查發現,減速器約占據機器人整體成本1/3,而國外產品售價較高,且行業景氣時候交貨周期長達10個月以上,極大制約了機器人本體廠商生產及服務。

綠的諧波公司前身1999年就開始扎根高端制造,2003年開始投入研發諧波減速器。由于日本公司高度壟斷,他們找不到任何文件資料可供參考,同時還要回避國外公司專利,因此,他們從底層數學模型開始摸索研究,完全跳出了傳統漸開線齒形設計理論,開發和驗證新齒型,研發專用新材料,摸索熱處理和精密制造工藝。

“綠的團隊從一開始就感受到強大的阻力,深知會經歷一個非常艱苦的探索和嘗試過程,但團隊齊心協力,保持高度的使命感,著眼于未來,最終克服了技術、資金、市場等方面的重重困難,到2009年正式推出諧波減速器原型機,并建設企業檢驗測試中心,對諧波減速器進行評價和測試,經過充分的驗證,直到2012年才正式推向市場。”儲建華說,得益于從一開始堅持正向設計開發,除了個別標準件外,諧波減速器其余均由自己生產制造,做到質量和交期可控。

但是,他們并沒有止步。作為機器人核心零部件龍頭企業, 今年4月份面向全球發布新一代Y系列超高精度和N系列超長壽命諧波減速器。
 

 

Y系列諧波減速器是綠的諧波獨有專利設計,也是世界上首款實現了10弧秒以內傳動精度的諧波齒輪傳動裝置,扭轉剛度提升一倍,并從根本上解決了振動耦合問題,代表了諧波減速器的未來發展方向。N系列諧波減速器使用新一代高性能材料,專有制造工藝及熱處理技術,精度保持壽命超過2萬小時,是目前已知國際最高水平。除具有超長壽命外,還具有精度高、承載高、溫升小、效率高、運行平穩、抗沖擊能力強等特性。

作為已獲實施3項諧波減速器相關國家標準的主要編寫起草方,綠的諧波已經獲得50多項國家專利授權。截至目前,他們已開發出21個系列上千種規格的諧波減速器產品,大規模應用于機器人、機床、自動化、醫療器械、半導體、航空航天等


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