隨著工業4.0的興起,生產車間自動化和無人化已經成為必然。機器人在中國的發展中扮演著舉足輕重的角色,這些年來,四大機器人家族一直在賺取巨額的利潤。雖然機器人技術已經不再是什么機密,中國制造企業也在逐步成長,但其關鍵零件仍然被國外生產廠家牢牢控制,中國的機器人工業依然處于被動地位。
機器人的核心部件包括控制器、伺服電機和減速器。三大關鍵零部件均需進口,國內產品質量與世界一流品牌相比還有較大差距。值得慶幸的是,我國在減速機領域取得了重大突破,有望在今后的國際市場上更進一步,在中國機器人領域占有一席之地。
減速器是動力源和執行器的驅動裝置,它把高速度的功率通過輸入軸上的小齒輪嚙合,然后再進行一系列的減速器,最后輸出到輸出軸上的大齒輪。通過減小速度和增加扭矩,可以準確地控制機械手的運動。RV減速器一般有兩種,一種是安裝在基座、臂、肩膀等重載部位。另一種是在小臂、手腕、手指關節等負荷較小的部位安裝的諧振減速器。
日本公司長期壟斷了減速機。在這些行業中,帝人(又名博納特斯克)和哈默納科(Humanico)分別占據了 RV減速器的市場份額。減速機的結構很簡單,只有三個零件,其生產工藝和精度都是一個難題。
以諧波減速器為例,它的工藝簡單,它包括三個主要部件:諧波發生器、柔輪和鋼輪。波發生裝置在柔輪上引起一定的彈性,從而帶動鋼輪旋轉。傳動比大,體積小,易于控制,傳動精度高。
諧波減速器的精確度可達微米級。在設計、材料、加工工藝、裝配、軸承、密封、成品檢測等各方面,都要求有較高的技術支持。
柔輪的材質為40 Cr合金,如40 CrMoNiA,40 CrA。我國產品與國外產品存在較大的差異,使得柔輪材料仍然依靠進口。在輪子上,多數使用球鐵,具有良好的韌性和耐磨性,同時具有良好的加工能力。
在加工過程中,由于精密程度的原因,導致了生產效率的低下。哈默納科公司是業內的領軍企業,一分鐘能完成2-3個零件,這還是因為他們的技術比較成熟。我國的公司仍在使用傳統的插齒、滾齒、電火花切割等工藝,這些工藝不能大規模生產,且成本較高,制造周期較長。我國的機器人工業還有很長的路要走,我們希望能有更多的好公司出現!