减速机在机器人产业中扮演着何种角色?

发布日期:2018-09-13  作者:angel xu
核心提示:当前随着机械化水平的快速发展,机器人在工业、制造业当中的应用愈加广泛。与此同时,我国机器人行业的技术基础相比于国外先进国家表现较弱。核心零部件技术弱更是硬伤所在。
 减速机在机器人产业中扮演着何种角色?
 
当前随着机械化水平的快速发展,机器人在工业、制造业当中的应用愈加广泛。与此同时,我国机器人行业的技术基础相比于国外先进国家表现较弱。核心零部件技术弱更是硬伤所在。
 
减速机、交直流伺服电机、控制器作为工业机器人技术的三个主要核心零部件部分,更是直接决定了工业机器人的性能。其中减速机技术更是与国外技术差距尤显。
 
精密减速器可以保证工业机器人在生产中能够可靠地完成工序任务,在重复执行相同的动作时能保证工艺质量。因此,定位精度和重复定位精度是工业机器人技术考察的一个关键因素。
 
另外,精密减速器的存在保证了电机在一个合适的速度下运转,并精确地将转速降到工业机器人各部位需要的速度,提高机械体刚性的同时输出更大的力矩。
 
就目前国际上机器人减速机产业来说,日本的技术水平居于首位,称霸多年。abb、发那科、安川、库卡作为国际上“工业机器人四大家族”也都一直在用着日本的Nabtesco和HarmonicDrive这两家公司的减速机。
 
另外一点,日本减速机技术确实没话说,但是其价格也同样高的要死。高昂的价格造成机器人制造成本的增加,由此严重压制了国产机器人的利润空间。
 
目前,国内企业公司正在积极探索减速机技术的研发,为机器人产业的发展做好准备工作。同时这些企业也想借助于中国工业机器人市场迅速扩大的利好,来实现我国减速机行业的跨越式发展,达到世界先进水平的愿望。
 
 
“关节”减速机对国产机器人的重要性解析
 
减速机,也称“机器人关节”,是以工业机器人为代表的高端自动化设备的核心传动部件。在国产机器人崛起道路上,减速机的产业化、自动化是非常重要的内容。
 
面对劳动力成本的高企和机器人独有的精确、高效,中国在2013年就成为了全球最大的机器人市场,长三角、珠三角等制造业优势地区跑步进入“机器人新时代”。守着最庞大的机器人市场,国产机器人并没能近水楼台先得月,国产机器人只占到国内市场份额的5%左右。
 
困扰我国机器人行业健康发展的瓶颈在于减速器、交直流伺服电机和控制器这三大核心零部件无法自给自足。
 
当然,国内企业在实现核心零部件自给自足的目标上斗志昂扬,也取得了不少的成绩:
 
关于机器人与减速机的那些事
机器人由三大系统组成,分别为控制系统、伺服系统、传动系统,其中传动系统中的RV减速机是机器人的关节,如同汽车的变速箱,控制着机器人力量输出和操作精度,占一台机器人成本的33%。机器人关节减速器要求具有传动链短、体积小、功率大、质量轻和易于控制等特点。一般情况下,一台通用机器人需要的减速器个数为4-8套。
 
中国机器人联盟提供数据显示,未来10年,我国工业机器人市场将达到六千亿元,而一台工业机器人需要4-8个关节减速机,仅机器人减速机的市场就将超过千亿元。一位业内人士表示,倘若按照一台通用机器人配置4.5套减速器推算,那么2014年-2018年,我国工业机器人对减速器的新增需求量分别将达到18.9万套、23.6万套、29.6万套、36.9万套、46.2万套。
 
尽管国内对机器人用减速器的需求潜力巨大,但是目前国内市场仍被外资品牌占领,尤其是日本的厂商,全球75%的精密减速器市场都被日本垄断,国内只有少量的产品投放市场。高工产研·机器人研究所(GRII)统计数据显示,截至目前,国内机器人企业数量已超过420家,但其中研究减速器的企业只有13家,而在RV减速器取得初步进展的只有5家,目前的研发仍在艰难进行中。
 
减速机占比在是最高的一个单体部件,一个关节、实现一个动作都需要一台减速机来支撑。行星减速机、RV精密摆线减速机、谐波减速器作为当前机器人主流的减速机,驱动系统要求传动系统间隙小、刚度大、输出扭矩高以及减速比大,因此采用行星排圆柱螺旋齿轮传动机构或结合行星排的摆线轮传动机构设计是必然,但国内对齿轮、摆线轮尤其内轮齿圈等关键零部件的加工精度不能完全保证,尚不能形成批量化生产,目前只能严重依赖进口,严重制约了自主化市场需求,这也直接导致了减速器是国产工业机器人成本居高不下的最重要因素。
  
因此,就目前情况而言。提供规模化且性能可靠的精密减速器部件是我国机器人产业化、自主化的重中之重。
  
RV减速机长期被日本等国外企业垄断,导致中国机器人行业受制于人,研发机器人的RV高精密减速机被国家“863”计划列为重点攻关课题。随着国家“机器人关节减速器生产线”等重大专项支持力度的加大,企业研发投入的持续,实现机器人部件国产化、自主化,大幅降低成本和定价,我国工业机器人规模化应用的时代已经可以预期。
 
机器人产业链上大体分为上游关键零部件、中游整机系统集成和下游应用。从产业链的角度来说,上游关键零部件和国外差距比较大。在所有核心零部件中,减速机最为关键。因此,对中国机器人机器人产业发展而言,精密减速机国产化已经迫在眉睫,国内企业苦练内功,专心技术研发与创新,是未来发展战略中的大课题。(引用:OFweek)
 
 
全球最具影响力的十大机器人减速机品牌
 
近年来人力和原材料的上涨给中国制造业带来了巨大的压力,加上发达国家正试图用高度自动化技术来取代中国的制造,一些觉醒的企业已经开始升级自动化,提高工作的生产效率和降低成本。机器自动化已经成为全球制造业的发展的方向,尤其是机器人产业得到了迅速的发展。据预测到2015年,中国机器人市场需求将达35000台,占全球比重16.9%,成为全球规模最大的市场。
 
有如此巨大的市场,自动化行业巨头都在虎视眈眈,纷纷进入中国布局。中国各地同时掀起了机器人产业大潮,但与外国机器人相比竞争力差距很大,尤其是机器人的零部件,目前大多数国内机器人的零部件都是进口的。机器人零部件主要由伺服运动控制、减速机等组成,在减速机方面目前国内的上海电机和秦川发展两家企业开始投入研发,以下盘点一下全球最有影响力的十家减速机品牌。
 
日本帝人减速机(Nabtesco)
 
日本帝人公司(纳博特斯克(Nabtesco))是一家居世界领先地位的精密传动控制系统及组件制造商。帝人精密减速机在对减速机有特殊要求的行业尽显技术优势,其中RV系列在机器人行业应用中处于非常大的领先地位,而其后推出的RD系列是在拥有世界机器人市场上使用超过200万台骄人业绩的RV系列减速机基础上进行改良,使其使用上更加方便容易。
 
帝人NabtescoRVRDRA系列减速机具有高可靠性、高刚性、高精度比、转矩大、轴向尺寸小等特点,为了直接支持较大载荷,内部装有大型角接触球轴承,采用双支撑支持机构和针轮机构,即使施加高达五倍额定转矩时,产品也不会损坏。帝人NabtescoRVRDRA系列减速机特别适用于频繁正反转,对精度和刚度有高要求,对轴向尺寸要求短的行业领域。
 
Nabtesco製造RV减速器具有长期使用不需再加润滑剂、寿命长、刚度好、减速比大、低振动、高精度、保养便利等优点,适用于在机器人上使用。其它运用,如:工业机器人、机械臂、码垛机器人、焊接变位台(翻转台)、精密包装机械、工具机(CNC车床、综合切削加工机、刀库、刀塔)、半导体製造、精密雷达驱动控制医疗设备、太阳能设备等要求空间小、速比大的精密传动行业。
 
日本住友减速机(SUMITOMO)
 
SUMITOMO是拥有400多年历史的世界500强之一的住友集团旗下的建设机械厂家,在世界范围享有盛誉。住友产品在1967年凭借自身技术开发研制了第一台液压挖掘机之后,目前世界各地到处活跃着住友液压挖掘机的身影。住友重机械工业株式会社SumitomoDriveTechnologies住友重机械在日本便开始了电动机和减速机的自行制造生产。
 
住友减速机包含各种型号减速机,如大型斜齿轮减速箱,行星齿轮减速机,斜齿轮减速机,蜗轮蜗杆减速机等。减速比大,效率高:一级传动减速比为9~87,双级传动减速比为121~五一三三,多级混合可达数万,且针齿啮合系套式滚动摩擦,啮合表面无相对滑动,故一级减速效率达94%。
 
1995年10月,由住友重机械工业株式会社和住友商事株式会社共同出资在中国天津成立住友重机械减速机(中国)有限公司,并在2001年成立上海分公司作为其产品在中国的销售总部,同时在上海的松江设有维修中心。
 
韩国赛劲减速机(SEJIN)
 
韩国SEJIN生产的高精密行星减速机,精度高,出力大,噪音低,寿命长,可适用于各类精度要求极高的机械设备中。2006年,新加坡SERVODYMAMICS公司与韩国SEJINIGB公司共同投资兴建苏州赛劲精密设备有限公司,主要研发、生产、销售高精密摆线齿轮箱、行星齿轮箱、直角集成齿轮箱和滚轮齿条直线运动系列产品等,产品普遍应用于精密机床,工业机械手,机器人,风力发电,雷达以及军工等行业和领域。
 
SEJIN的扁平高精度减速机SR系列功能特点,优异的抗弯刚性,额定输出扭矩的10倍,采用全新的TTS齿形,提高了齿面接触率,速比范围宽,速比30~三零零,抗冲击能力强,额定输出扭矩的500%,精度高,传动回差小于1分,减小了高速运转时的振动。
 
斯洛伐克减速机(Spinea)
 
斯洛伐克Spinea公司是一家现代化的机械工程公司,致力于高精密轴承减速机的研发,生产和销售。它在全世界最大的轴承减速机生产商中排名4位。
 
公司成立于1994年,自那以后,通过产品设计的技术独特性提升,公司成为全球同类产品中唯一的欧洲生产商。其产品高品质和技术独特性的背后是顶级的生产设备、高品质原材料,高精度有一级品质管制与高素质人员的结合。
 
斯洛伐克减速机传动比高、运动精度高、高扭矩容量,高刚性,紧凑的设计,体积轻小。广泛应用于自动化和工业机器人,在机床领域的制造,导航和摄像头设备,医疗系统和许多其它领域。
 
日本HarmonicDrive谐波减速机
 
日本HarmonicDrive谐波减速机公司是世界上第一家从事谐波传动及特种传动技术的开发设计、生产销售的专业化公司,谐波减速机有传动比范围大、啮合的齿数多、承载能力大、运动精度高、运动平稳,无冲击,噪声小、齿侧间隙可以调整、结构简单,体积小,重量轻、传动效率高、同轴性好、可实现高增速运动等特点。
 
HarmonicDrive谐波减速机主要用于各类轻型工业机器人/机械臂、印刷/造纸机械、医疗机械、测量/分析/试验机器、大型望远镜、精密包装机械、半导体制造装置、FPD制造装置、通信装置、航空航天机器、数控机床、雷达、多种卫星地面站等对体积有要求的精密传动系统。
 
Harmonic谐波减速机可实现向密闭空间传递运动及动力。采用密封柔轮谐波传动减速装置,可以驱动工作在高真空、有腐蚀性及其它有害介质空间的机构,谐波传动这一独特优点是其它传动机构难于达到的。
 
意大利邦飞利减速机
 
邦飞利减速机有限公司成立于1956年,专业生产齿轮减速电机、行星齿轮减速机、电动机和变频器,是意大利最大的齿轮减速机制造商,在动力传输和控制领域享有国际盛誉。邦飞利的总部位于意大利博罗尼亚市,在意大利有7个生产和组装厂,并在17个国家建有分公司,它的销售网络遍及全球。
 
邦飞利传动设备(上海)有限公司成立于2003年12月,位于上海市青浦区,是邦飞利在中国的独资企业,也是它在中国的生产和销售总部。
 
邦飞利全系列产品:行星齿轮减速机,斜齿轮减速电机,锥齿轮减速电机,平行轴斜齿轮减速电机,蜗轮-蜗杆减速电机,直流电机,交流电机和变频控制系统等。
 
意大利罗尔西(ROSSI)减速机
 
罗尔西(ROSSI),欧洲著名品牌,100%欧洲本土生产。具有多面安装、多输入轴、标准IEC法兰、中间系列齐全、免维护等等优点;在搅拌行业和注塑行业有特殊设计,欧洲唯一一家三年质保企业(欧洲本土),企业的宗旨是质量和服务,具有五十多年经验,不断创新,具有高经济性及高兼容性。
 
罗尔西公司的产品一直以极高的质量和可靠性闻名于各种重工业应用领域。经过在工业领域中50多年的发展,罗尔西已经为许多特殊的应用领域提供了特殊的产品和设计,如:单螺杆挤出机,化学搅拌机,冷却塔,辊道,沥青搅拌机,混凝土搅拌机,风力发电机,自动化设备及工业机器人等。
 
在过去20年中,罗尔西公司业绩增长迅速。公司有众多的海外分支机构,如德国,西班牙,英国,法国,丹麦,荷兰,澳大利亚,印度,美国和中国等子公司,以及全世界经销商的销售网络。
 
法国Dynabox减速机
 
法国Dynabox公司有40年专业生产蜗轮减速机的经验。其产品外观方正,易于设计安装,安装表面也经精密加工,可提高贴附性,不易产生震动。在外壳材质部分采用铝镁合金,重量轻、散热快,且采用高效能润滑油,不需更换与维护。其产品采用双导程设计,特性包括:高扭力、高刚性、低噪音、低震动、低背隙,且背隙易于调整。Dynabox精密蜗轮蜗杆齿轮箱为OEM厂商提供比使用伞齿轮具有更高性价比的解决方案,为机器设计者提供90度的动力传输系统。
 
Dynabox正交精密齿轮箱特点:小齿隙空回;节省空间的结构:最紧凑的正交设计,具有最大的适应性;蜗轮:非常安静,很大的过载能力,更高的扭转刚度;免维护:高性能的聚乙二醇润滑剂确保长寿命润滑;无与伦比的性能—质量价格比。
 
日本电产SHIMPO减速机
 
日本电产SHIMPO是1952年在京都作为日本初期“变减速机”厂家诞生,从此经过技术的磨练,不断开发出新技术、新产品,在牵引技术领域中确立了世界领先地位。三次受到日本机械协会的嘉奖、数次发明奖,充分证明了SHIMPO的技术水平。
 
SHIMPO减速机拥有高精度、超静音、长寿命、不漏油、大扭矩等优秀特点,已被日本、中国切割机行业广泛采用。
 
现在运用最新的生产设备和日本的品质管理体系,设立世界最先进水平的金属加工工厂。新建工厂生产众多产品(伺服电机用减速机、无级变速机、计测仪器和电动制陶机。静音比以往产品降低了10%的噪音,由于采用了斜齿轮,和以往的直齿轮相比,齿之间的连接更加顺滑,从而减轻了噪音。平滑性震动,更少更平滑的无震动的回转。能在药物注重注射、医用泵等处发挥作用。斜齿轮对应VR系列的ABCD栏,同时对应EV系列的全部栏目。无需维护保养和自由自在的安装,润滑油采用长寿命的高级油脂,因此无需交换。
 
德国SEW减速机
 
德国SEW-传动设备公司成立于1931年,是专业生产电动机、减速机和变频控制设备的跨国性国际集团,在全世界拥有员工11000多名,其生产技术和市场占有率均居世界领先地位,在国际动力传输领域举世闻名。
 
SEW中国公司自1995年进入中国市场后,秉承“追求卓越,精益求精”的企业精神,多年来致力于把德国的先进制造技术、中国人的智慧和勤奋相结合,以精品、服务、本地化三大发展战略为主线,兢兢业业,踏实苦干,目前已发展成为中国机械制造业的知名企业。
 
如今,SEW中国公司在国内共拥有3家制造厂,7家装配及技术服务中心、50余个办事处,服务网络遍布全国各大中城市。SEW产品广泛应用于轻工、化工、建筑建材机械、钢铁冶金、环境保护、煤炭矿业、汽车工业、港口建设等各大工业领域。成为多项国家重点工程项目的首选品牌。

 
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