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【視頻】“關節”減速機對國產機器人的重要性

未知 2019-10-14 15:13

  減速機,也稱機器人關節,是以工業機器人為代表的高端自動化設備的核心傳動部件。在國產機器人崛起道路上,減速機的產業化、自動化是非常重要的內容。

  關節減速機對國產機器人的重要性解析

  面對勞動力成本的高企和機器人獨有的精確、高效,中國在2013年就成為了全球最大的機器人市場,長三角、珠三角等制造業優勢地區跑步進入機器人新時代。守著最龐大的機器人市場,國產機器人并沒能近水樓臺先得月,國產機器人只占到國內市場份額的5%左右。

  困擾我國機器人行業健康發展的瓶頸在于減速器、交直流伺服電機和控制器這三大核心零部件無法自給自足。

  當然,國內企業在實現核心零部件自給自足的目標上斗志昂揚,也取得了不少的成績:

  2015年4月,蘇州綠的諧波歷時5年,終于攻克了機器人用精密減速器的生產技術,憑借高性能、壽命久、交期短的優勢打破了日本對該技術的壟斷;

新華社:核心部件受制于人國產機器人如何破局

  5月,江蘇南通振康機械首批RV精密減速機出產,標志著該公司已攻克RV精密減速機的設計、加工、裝配等一系列工程化技術難題,成為大陸唯一批量生產RV精密減速機的企業;

  6月,江蘇泰隆集團自主研發的擺線包絡精密減速器、諧波減速器、擺線鋼球減速器、輪邊馬達減速器4款高精密減速器。這4款高精密減速器突破了日本、捷克等國外技術壟斷,攻克RV機器人用減速器國際技術壁壘,實現了國產機器人用精密減速機國產化的重大突破。

  關于機器人與減速機的那些事

  機器人由三大系統組成,分別為控制系統、伺服系統、傳動系統,其中傳動系統中的RV減速機是機器人的關節,如同汽車的變速箱,控制著機器人力量輸出和操作精度,占一臺機器人成本的33%。機器人關節減速器要求具有傳動鏈短、體積小、功率大、質量輕和易于控制等特點。一般情況下,一臺通用機器人需要的減速器個數為4-8套。

FUBAO機器人核心關節減速機

  中國機器人聯盟提供數據顯示,未來10年,我國工業機器人市場將達到6000億元,而一臺工業機器人需要4-8個關節減速機,僅機器人減速機的市場就將超過千億元。一位業內人士表示,倘若按照一臺通用機器人配置4.5套減速器推算,那么2014-2018年,我國工業機器人對減速器的新增需求量分別將達到18.9萬套、23.6萬套、29.6萬套、36.9萬套、46.2萬套。

  盡管國內對機器人用減速器的需求潛力巨大,但是目前國內市場仍被外資品牌占領,尤其是日本的廠商,全球75%的精密減速器市場都被日本壟斷,國內只有少量的產品投放市場。高工產研機器人研究所(GRII)統計數據顯示,截至目前,國內機器人企業數量已超過420家,但其中研究減速器的企業只有13家,而在RV減速器取得初步進展的只有5家,目前的研發仍在艱難進行中。

  減速機自主化是重中之重

  我們來看一下機器人成本構成分析:

機器人成本構成圖

  減速機占比在是最高的一個單體部件,一個關節、實現一個動作都需要一臺減速機來支撐。行星減速機、RV精密擺線減速機、諧波減速器作為當前機器人主流的減速機,驅動系統要求傳動系統間隙小、剛度大、輸出扭矩高以及減速比大,因此采用行星排圓柱螺旋齒輪傳動機構或結合行星排的擺線輪傳動機構設計是必然,但國內對齒輪、擺線輪尤其內輪齒圈等關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,目前只能嚴重依賴進口,嚴重制約了自主化市場需求,這也直接導致了減速器是國產工業機器人成本居高不下的最重要因素。

  因此,就目前情況而言。提供規模化且性能可靠的精密減速器部件是我國機器人產業化、自主化的重中之重。

  RV減速機長期被日本等國外企業壟斷,導致中國機器人行業受制于人,研發機器人的RV高精密減速機被國家863計劃列為重點攻關課題。隨著國家機器人關節減速器生產線等重大專項支持力度的加大,企業研發投入的持續,實現機器人部件國產化、自主化,大幅降低成本和定價,我國工業機器人規模化應用的時代已經可以預期。

  【結語】

  機器人產業鏈上大體分為上游關鍵零部件、中游整機系統集成和下游應用。從產業鏈的角度來說,上游關鍵零部件和國外差距比較大。在所有核心零部件中,減速機最為關鍵。因此,對中國機器人機器人產業發展而言,精密減速機國產化已經迫在眉睫,國內企業苦練內功,專心技術研發與創新,是未來發展戰略中的大課題。

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