基本被日本垄断的精密减速器,到底牛在哪里?

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全球工业机器人用的精密减速 器基本为日本所垄断,最近几年,实在国内有的是量产的RV减速 器,但却鲜有国产机器人企业选泽,目前中国市场的减速 器普遍依赖进口。

▲日本安川机器人挥刀削豌豆

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作为传统的制造强国,德国、意大利、日本等国家的减速 机产品在材料、设计水平、质量控制、精度、功率密度、可靠性和使用寿命等方面所处行业领先地位。

减速 器在机械传动领域是连接动力源和执行机构之间的里边装置,通常它把电动机、内燃机等高速运转的动力通过输入轴上的小齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速 的目的,并传递更大的转矩。

在航空航天、机器人和医疗器械等发展的推动下,型态简单紧凑、传递功率大、噪声低、传动平稳的高性能精密减速 器需求加大,其中RV减速 器和谐波减速 器更是精密减速 器中重要的本身 减速 器。

精密减速 机,是本身 动力传达机构,其利用齿轮的速率单位转换器,将电机的回转数减速 到所要的回转数,并得到较大转矩的装置。

▲Nabtesco减速 机

目前全球并能提供规模化且性能可靠的精密减速 器生产企业过多,绝大多数市场份额都被日本企业所处:Nabtesco的RV减速 器约占500%,Harmonica的谐波减速 器约占15%,还有住友重工(SUMITOMO,未查到比例)。尤其在机器人领域的应用比例,是压倒性的。

▲拆解精密减速 机的内部内部结构型态

Nabtesco(纳博特斯克)是由帝人精机和纳博克(1956年生产了日本第一个多多多自动门)这两家日本公司强强合并组成。作为运动控制系统和零部件的生产商,这两家公司有的是其特定的业务领域,掌握了高端核心技术,控制着很大的市场份额。

作为世界上最大的精密摆线针轮减速 机制造商,Nabtesco生产高性能减速 机、中空轴减速 机,以及单轴伺服执行器和控制器。

其生产的精密设备具有高扭矩、高刚性和高耐过载冲击荷载能力的同時 ,兼有高精密和非常低的回程间隙,被广泛应用于卫星、雷达天线、工业机器人、半导体和焊接技术等工业自动化领域。

▲工业机器人各关节应用精密减速 机

日本Harmonic Drive Systems Inc.(简称HDSI)是整体运动控制的领军企业,其生产的Harmonic Drive组合型谐波减速 机,具有轻量小型、无齿轮间隙、高转矩容量等特点,被广泛应用于工业机器人、仿人机器人、半导体液晶生产装置、光伏设备、光学仪器、精密机床等各种尖端领域。

▲谐波减速 器内部内部结构型态

为了带有谐波减速 机所不到做到的低减速 比领域,HDSI产品还涉及到精密行星齿轮箱型谐波减速 机Harmonic Planetary。独特的内齿圈形变工艺,还还并能使得行星齿轮与其啮合的扎得、消除背隙,已达到精密级的传动误差。

▲ Harmonic Planetary Gears谐波行星减速 器

谐波传动减速 器是本身 靠波所处器使柔性齿轮产生可控弹性变形,并与刚性齿轮相啮合,从头传递运动和动力的齿轮传动系统。

▲ Harmonic Planetary Gears谐波行星减速 器

日本住友SUMITOMO是拥有500多年历史的世界5000强之一的住友集团旗下的建设机械厂家,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已经 ,目前世界各地到处活跃着住友液压挖掘机的身影。

▲住友减速 机

住友减速 机带有各种型号减速 机,如住友大型斜齿轮减速 箱,住友行星齿轮减速 机,住友斜齿轮减速 机,住友蜗轮蜗杆减速 机等。减速 比大,速率单位高,针齿啮合系套式滚动摩擦,啮合表皮无相对滑动,一级减速 速率单位可达94%。

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作为精密机械工业的一个多多多巅峰之作,减速 机的技术门槛非常之高,RV减速 机里边完有的是由高精度的元件,齿轮相互啮合,对材料科学,精密加工装备,加工精度,装配技术,高精度检测技术提出了极高的要求。

国内企业研发多是通过反向工程获得数据,详细知其然而不知其本来然。本来尽管国内有要素企业在技术水平上取得了重大突破,但国产减速 器在精度的保持性、精度寿命和产品寿命上都所处研发难点,各项难点意味着国产减速 器的一致性较差,产品之间可克隆qq好友好友性低。

当时人面,加工制造减速 机零部件的设备都非常昂贵,比如美盖勒平面磨床,单价折合人民币就接近千万元。在没有足够的产量支撑下,设备摊销成本高得吓人。

国产精密减速 机成本比国外竞争对手高,性能却比对手差,销量当然不好,本来有已经 实现规模效应,实现盈利。而没有盈利,没有批量就没有足够的资源进行技术改进探索研发,也没有土依据形成质量控制,更没有土依据改进技术和性能。

目前应用于机器人领域的减速 机主要有本身 ,本身 是RV减速 器,另本身 是谐波减速 器。在关节型机器人中,有已经 RV减速 器具有更高的刚度和回转精度,一般将RV减速 器放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置,而将谐波减速 器放置在小臂、腕部或手部。

对于高精度机器人减速 器,日本具备绝对领先优势,目前全球机器人行业75%的精密减速 机被日本的Nabtesco和HarmonicDrive两家垄断(业界俗称RV减速 机和谐波减速 机),包括ABB、FANUC、KUKA等国际主流机器人厂商的减速 器均由上述两家公司提供。

据行业内部内部结构人士透露,ABB、发那科、安川、库卡等国际主流机器人整机厂商均由以上两家日本公司提供减速 机,有已经 与两家公司有着非常苛刻的相互商务合作条件,即在使用这两家公司产品时不到再使用别家的产品,有已经 将解除相互商务合作关系。

核心零部件一个多多劲限制着中国机器人的快速发展,有已经 亲们要我形成机器人产业化, 摆脱国外机器人企业的掣肘,在机器人领域赢得自主,还并能要将减速 器国产化加速提上日程。

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