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國產RV減速器如何技術創新,找準出路?

时间:2019-09-25     作者:高工機器人 潘敏瑤【转载】

“如何在磨合期內使減速器的精度喪失減到最小,是考驗減速器優劣的最重要指標之一。國產減速器與國外優秀品牌減速器相比,最大差距不在于精度上,而在于精度保持性和壽命上。”9月18日,在以“新拐點·新征程——工業機器人核心零部件國產化之路”為主題的核心零部件會議上,北京智同科技首席科學家張躍明教授說道。究竟什么指標是影響減速器性能的最重要指標?國產與國外優秀品牌減速器相差到底有多遠?張躍明教授在會上做了深入分析。

 

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RV減速器的市場需求與國內現狀


張躍明教授分享了一組數據:2017中國地區銷售了137,900 臺工業機器人,占全球的36%。其中 34,700 臺機器人來自中國自己的機器人制造商,而國外機器人在中國的銷量為103,200 臺。全球機器人增長速度15%左右,中國在20%左右。隨著我國工業機器人應用市場的快速發展,作為核心部件之一的工業機器人用減速器的市場需求規模也隨之增長。納博特斯克2018年的年報中顯示,2017年的納博特斯克RV減速機的年產量已經超過80萬臺,按照納博特斯克占全球市場份額60%計算,全球市場的需求應該為133萬臺。估算國產RV減速機最多不超過7萬臺,占全球市場5%左右。因此,國際RV減速機市場需求量巨大,而國產RV減速機占市場份額很小。反觀RV減速器國內的生產現狀,張躍明分析,生產或處于研發RV減速器的企業有50多家,而且還有要進入的企業,但真正有產品上市的不超過10家,能夠真正用起來的僅有2-3家

評價減速器性能的指標到底是什么?張躍明表示,一部分國產RV企業認為提高減速器的傳動精度就是提高了減速器性能,如將進口提出的1弧分提高到0.5弧分,甚至比0.5更高。他指出,事實上,在精度、剛度、效率等方面,新品的性能與國外品牌相差不大,但精度保持性和壽命有較大差距,精度保持性是影響性能重要指標,不僅影響機器人運動精度,而且影響機器人剛性,進而增加控制難度,使機器人動態性能降低。此外,在壽命方面,國內減速器大都使用國產軸承,用于RV減速器的軸承由于裝機時間短,壽命是否過關還有待進一步確認。 


提高國有品牌RV減速器市場競爭力


在張躍明教授看來,RV減速器有四大核心技術,包括擺線輪齒形設計、誤差理論研究和齒輪嚙合理論研究;RV減速機核心零件制造工藝技術;RV減速機核心零件測量及檢測技術;RV減速機核心零件材料及熱處理研究。他強調,RV減速機核心零件制造工藝技術是個很大的難點,“減速器的核心零件包括擺線輪軸承孔和偏心軸。通過對國外產品的分析發現,擺線輪軸承孔四個孔的大小誤差在1微米,中心距誤差也是如此,在大批量加工的情況下,任何形式的加工都很難做到。偏心軸的4個軸徑誤差均在1微米以內,一致性做到如此之好。” 從目前來看,國產RV減速器與國外產品還有很大差距。基于此,提高RV減速器企業的市場競爭力,需要中國基礎工業的發展。

首先,制造RV減速器設備的國產化。國內與國外進口機床對比還有差距。國產RV減速器設備大多數從歐洲進口,造成國內減速器產品成本較高,同時,存在巨大的技術風險和隱患。因而,加速國產核心減速器設備的開發成為關鍵。另外,RV減速器軸承國產化。軸承是RV減速器核心零部件,國產軸承與進口在精度和壽命上均存在差距。歐洲軸承價格昂貴,買到日本RV減速器軸承比較困難,國產化迫在眉睫。 

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技術創新是國產RV減速器發展的唯一道路


成立于2015年的北京智同精密傳動科技有限責任公司,基于具備40多年生產行星減速機歷史的石家莊科一重工有限公司轉型升級而來。如今,北京智同致力于RV減速器的理論創新與國產化的企業,積極提高國產RV減速器性能,以達到國外優秀品牌減速器的水平。 

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張躍明介紹,智同的技術團隊有來自于國內著名高校和科研機構的研究人員,也有來自于國內機床、汽車、印刷等行業頂尖制造企業的技術精英,他們繼承了各個行業的技術優勢,又結合減速器的特點有所創新,形成了北京智同特有的科研團隊及技術優勢。在理論創新上,北京智同的技術后盾來自于北京工業大學,極其重視減速器機械理論的研究,特別在RV減速器數學建模、計算機仿真技術及嚙合理論方面有較深入的研究,形成了一套完整的擺線齒輪修形技術。張躍明表示,北京智同根據自己專有的齒形修形技術,很好的解決了精度保持性和壽命這一困擾國內企業多年的核心技術問題。在制造工藝創新上,北京智同核心設備全部進口,設備投資1億以上,開發了一大批工裝卡具,滿足制造精度和批量生產的需要。在檢測技術開發上,北京智同采用國內檢測機構指定性能檢測試驗機,用于減速機各性能指標的檢測。同時,自主開發專門用于檢測精度保持性和壽命的實驗臺。此外,開展溫度、磨損(鐵粉濃度)、噪音等實驗,進行性能檢測。經第三方機構檢測及用戶試用驗證,北京智同生產的“CRV”系列減速器產品精度、精度保持性、壽命、噪音等主要性能指標均已達到國際先進水平。已在國內多家主要機器人企業通過了長時間嚴格測試和驗證,已經開始應用和試用的累計有10余家。 

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    張躍明最后表示:“國產RV減速器的價格混戰又開始拉開帷幕,切忌低價銷售,堅決做高質量的產品。全球市場空間很大,國內企業要真正趕上國外品牌,應該參與國際市場競爭。”發展至今,北京智同已擁有8000平米的研發生產基地,從業人員150多人,初步形成了較強的加工生產能力,年產RV減速器3萬臺, 預計2023年將達到10萬臺。外,智同CRV精密擺線減速器產品已正式進軍日本和歐美市場,參與國際競爭,展示中國力量。

   




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