工業(yè)機(jī)器人諧波減速機(jī)配套軸承變遷及其現(xiàn)狀與發(fā)展
工業(yè)機(jī)器人諧波減速機(jī)配套軸承變遷及其現(xiàn)狀與發(fā)展
- 2022/7/12 8:36:20
工業(yè)機(jī)器人諧波減速機(jī)配套軸承的起源變遷及其現(xiàn)狀與發(fā)展
近年來，隨著工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，也推動了其周邊產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，諧波減速機(jī)軸承這種工業(yè)機(jī)器人的專業(yè)配套裝備，相信每一位從事工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的朋友都不陌生。諧波減速機(jī)軸承主要用來配套諧波減速機(jī)這種工業(yè)機(jī)器人的主要零部件。在此前，諧波減速機(jī)的主要依賴進(jìn)口，進(jìn)口價格偏高，讓國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)提高了很多的成本，進(jìn)一步制約了國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
諧波減速器的起源：
20世紀(jì)50年代中期，隨著全球科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，美國人馬瑟在薄殼彈性變形理論基礎(chǔ)上，應(yīng)用金屬的撓性和彈性力學(xué)原理發(fā)明出來一種新型諧波傳動技術(shù)。諧波傳動技術(shù)主要應(yīng)用于航空航天、工業(yè)機(jī)器人、精密設(shè)備儀器、雷達(dá)通訊設(shè)備、印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、半導(dǎo)體工業(yè)晶圓傳送裝置、印刷包裝機(jī)械、醫(yī)療器械、金屬成型機(jī)械、儀器儀表、光學(xué)制造儀器、核設(shè)施及空氣動力實驗研究等領(lǐng)域。
六軸工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)圖
諧波傳動這項新型技術(shù)的出現(xiàn)便引起了各國的重視。1970年引入日本，隨之誕生了日本第一家整體運(yùn)動控制的領(lǐng)軍企業(yè)-日本Harmonic Drive SystemsInc.(簡稱HDSI)。日本HDSI公司生產(chǎn)的Harmonic Drive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(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種傳動系統(tǒng)中。HDSI主要生產(chǎn)和銷售各種精密減速裝置，當(dāng)之無愧為整體運(yùn)動控制的領(lǐng)軍企業(yè)。為了涵蓋諧波減速器不能覆蓋到的低減速比領(lǐng)域，HDSI產(chǎn)品還開發(fā)了精密行星齒輪減速機(jī)HarmonicPlanetary。獨(dú)特的內(nèi)齒圈形變工藝，可使行星齒輪嚙合得更緊、消除背隙，從而將傳動誤差控制在精密范圍內(nèi)。
近年來，中國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新的歷史機(jī)遇期，以ABB、KUKA、安川、發(fā)那科為代表的國際機(jī)器人企業(yè)紛紛大舉進(jìn)入中國，設(shè)立工廠，搶占市場份額。在中國，如手機(jī)制造、半導(dǎo)體、液晶生產(chǎn)機(jī)械等行業(yè)，對小型機(jī)器人的需求也是越來越旺盛，然而對于國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人而言，特別是諧波減速器、伺服電機(jī)、控制系統(tǒng)等還需大量依賴進(jìn)口，這就導(dǎo)致了其競爭力還與國外企業(yè)有差距，但是這些又是工業(yè)機(jī)器人的上游部件、關(guān)鍵部件。據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)盟(IFR)統(tǒng)計，2012年中國共進(jìn)口工業(yè)機(jī)器人約2.2萬臺，中國將是全球增長最快的工業(yè)機(jī)器人市場。HDSI的諧波減速器是小型工業(yè)機(jī)器人(20kg以下)或者關(guān)節(jié)臂上不可取代的部件，這為其拓展中國大陸市場帶來了新的契機(jī)。2011年1月，HDSI在華成立設(shè)立哈默納科(上海)商貿(mào)有限公司，該公司為其在華投資設(shè)立的全資銷售子公司。主要負(fù)責(zé)HDSI產(chǎn)品在中國大陸的銷售、選型等技術(shù)支持及售后服務(wù)。
HDSI早期的產(chǎn)品主要是減速機(jī)等機(jī)械產(chǎn)品，時至今日，HDSI的主打產(chǎn)品又加上了眾多的機(jī)電一體化產(chǎn)品。在減速機(jī)方面，HDSI主要有HarmonicDrive(諧波齒輪傳動減速機(jī))和HarmonicPlanetary(行星齒輪減速機(jī))。其生產(chǎn)的HarmonicDrive諧波減速機(jī)，基本上主導(dǎo)了主要國際市場，具有其他減速機(jī)不具備的特點(diǎn)：高旋轉(zhuǎn)精度/高定位精度、小型/輕量、傳動效率高、高減速比、減速范圍廣、精度高、高轉(zhuǎn)矩容量、無齒隙、高效率及安靜運(yùn)行等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種傳動系統(tǒng)中。為了涵蓋諧波減速機(jī)不能覆蓋到的低減速比領(lǐng)域，HDSI產(chǎn)品還開發(fā)了精密行星齒輪減速機(jī)HarmonicPlanetary。獨(dú)特的內(nèi)齒圈形變工藝，可以使得行星齒輪嚙合得更緊、消除背隙，從而將傳動誤差控制在精密范圍內(nèi)。
諧波減速器僅由3個基本部件構(gòu)成：柔輪、波發(fā)生器和剛輪。柔輪的外徑略小于剛輪的內(nèi)徑，通常柔輪比剛輪少2個齒。波發(fā)生器的橢圓型形狀決定了柔輪和剛輪的齒接觸點(diǎn)分布在介于橢圓中心的兩個對立面。波發(fā)生器轉(zhuǎn)動的過程中，柔輪和剛輪齒接觸部分開始嚙合。波發(fā)生器每正時針旋轉(zhuǎn)180°，柔輪就相當(dāng)于剛輪逆時針旋轉(zhuǎn)1個齒數(shù)差。在180°對稱的兩處，全部齒數(shù)的30%以上同時嚙合，這也造就了其高轉(zhuǎn)矩傳送。
談完諧波減速機(jī)的起源，來了解下諧波減速機(jī)的核心諧波減速機(jī)軸承
精密軸承是裝備制造業(yè)中重要的、關(guān)鍵的基礎(chǔ)零部件，直接影響著重大裝備和主機(jī)產(chǎn)品的性能質(zhì)量和可靠性，被譽(yù)為裝備制造的“心臟”部件。工業(yè)機(jī)器人諧波減速器，其配套軸承的精度、摩擦力矩、剛性直接影響著整套諧波減速器乃至機(jī)器人的穩(wěn)定性以及安全運(yùn)轉(zhuǎn)。機(jī)器人配套軸承是軸承應(yīng)用的一個細(xì)分市場，是隨著工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的興起而發(fā)展起來的新興市場。機(jī)器人用精密軸承主要包括：諧波減速器專用十字交叉軸承、柔性軸承、RV減速器軸承、交叉滾子軸承、等截面薄壁軸承等。
諧波減速器軸承
是一種專業(yè)為諧波減速器配套的精密十字交叉滾子軸承。諧波減速器軸承主要有兩個類型組成：根據(jù)其使用場合分為外圈分體、內(nèi)圈整體的CSF/CSG系列諧波減速器軸承與外圈和內(nèi)圈均為整體的BSHF/BSHG系列諧波減速器軸承這兩大類。滾動體為圓柱滾子，分布于互成90°垂直排列在V型滾道中。這種結(jié)構(gòu)使得單個軸承就可以同時承受軸向載荷、徑向載荷和傾覆力矩等各個方向的載荷，諧波減速器配套軸承具有很高的剛度、旋轉(zhuǎn)精度以及復(fù)合承載能力;其外形緊湊，自帶有安裝孔，便于直接安裝，適合于各種不同類型的諧波減速器。
近年來，我們洛陽鴻元軸承科技有限公司一直著手研發(fā)生產(chǎn)諧波減速機(jī)軸承。是國內(nèi)較為專業(yè)的生產(chǎn)廠家之一，精度能夠達(dá)到P2、P4。我們鴻元軸承是一家專業(yè)生產(chǎn)高精度交叉滾子軸承的生產(chǎn)廠家，通過多年的研究生產(chǎn)改革，積累了豐富的實踐經(jīng)驗，能夠滿足許多客戶不同的需求。同時為全國數(shù)百家機(jī)器人生產(chǎn)廠商提供產(chǎn)品，同時已經(jīng)走出國門，遠(yuǎn)銷全球各地，獲得了廣泛的認(rèn)可。
雖然近幾年我國軸承制造技術(shù)不斷在進(jìn)步，但是與世界軸承工業(yè)強(qiáng)國相比，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人諧波減速器專用十字交叉滾子軸承、RV減速器軸承、等截面薄壁軸承等多種系列精密軸承與國外還存在一定差距。主要表現(xiàn)為高技術(shù)、高精度、高附加值的產(chǎn)品比例偏低，產(chǎn)品的穩(wěn)定性需要進(jìn)一步提高與改進(jìn)。隨著國家政策支持力度的加大，相信我國軸承產(chǎn)業(yè)將迎來發(fā)展的春天，必將加快精密軸承的國產(chǎn)化進(jìn)程，為中國重大裝備制造的完全國產(chǎn)化提供堅實的基礎(chǔ)。
中國國內(nèi)正在積極推動工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展，對高技術(shù)、高精度的機(jī)器人用精密軸承需求進(jìn)一步提升，這就要求國內(nèi)軸承生產(chǎn)企業(yè)不斷提升技術(shù)水平，加快軸承產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，縮小與進(jìn)口精密軸承的質(zhì)量差距，實現(xiàn)精密軸承的國產(chǎn)化。
國產(chǎn)與同類進(jìn)口諧波減速器軸承相比還是存在很大優(yōu)勢的，隨著我國諧波減速器軸承生產(chǎn)技術(shù)的提高，國產(chǎn)諧波減速器軸承的質(zhì)量更加有保障，而且在價格方面也有優(yōu)勢，在國內(nèi)市場具有很強(qiáng)的競爭力。諧波減速器軸承的國產(chǎn)化，從而改變這些長期被國外企業(yè)所壟斷、國內(nèi)市場急需的高精尖精密軸承產(chǎn)品市場局面。隨著國內(nèi)一批品牌企業(yè)的建立，我國諧波減速器軸承在國際市場上的競爭力也越來越強(qiáng)，國內(nèi)外市場越來越開闊。