國產機器人的核心零部件向來被人詬病,尤其是減速機成為制約國產機器人的掣肘。究竟什么是減速機,它怎樣影響著國產機器人的發展,本篇文章將對減速機的相關問題進行一一介紹。
什么是減速機?
工業機器人通常執行重復的動作,以完成相同的工序;為保證工業機器人在生產中能夠可靠地完成工序任務,并確保工藝質量,對工業機器人的定位精度和重復定位精度要求很高。因此,提高和確保工業機器人的精度就需要采用RV減速器或諧波減速器。
“機器人關節”,主要是指工業機器人最重要的基礎部件,也是運動的核心部件:精密減速機。這是一種精密的動力傳達機構,其利用齒輪的速度轉換器,將電機的回轉數減速到所要的回轉數,并得到較大轉矩的裝置,從而降低轉速,增加轉矩。
機器人由三大系統組成,分別為控制系統、伺服系統、傳動系統,其中傳動系統中的RV減速機是機器人的關節,如同汽車的變速箱,控制著機器人力量輸出和操作精度,占一臺機器人成本的33%。機器人關節減速器要求具有傳動鏈短、體積小、功率大、質量輕和易于控制等特點。一般情況下,一臺通用機器人需要的減速器個數為4-8套。
減速機分類:
精密減速器的存在使伺服電機在一個合適的速度下運轉,并精確地將轉速降到工業機器人各部位需要的速度,提高機械體剛性的同時輸出更大的力矩。大量應用在關節型機器人上的減速器主要有兩類:RV減速器和諧波減速器。
相比于諧波減速器,RV減速器具有更高的剛度和回轉精度。因此在關節型機器人中,一般將RV減速器放置在機座、大臂、肩部等重負載的位置;而將諧波減速器放置在小臂、腕部或手部;行星減速器一般用在直角坐標機器人上。
國產諧波減速機存在的問題
據了解,國產諧波減速機由于對生產工藝、檢測工藝、材料選型與配置等方面未能像日本產品一樣,歷經數十年的研究與測試,因而在滿負荷生產時容易產生噪音、漏油、溫升過快以及磨損壽命等不達標。
目前,解決這些問題主要在于企業投入更大的研發和生產成本,好在國產企業基本意識到問題的存在,并針對性的解決。如噪音多是齒形問題,漏油則是密封圈問題,而溫升是摩擦問題,選配解決。至于壽命,短時間內沒有捷徑可走,唯有通過千萬次的實驗和改善。
減速機自主化是重中之重
RV 減速機受制于進口,國產化意義重大:目前工業機器人核心零部件RV 減速機仍被國外企業壟斷,由于減速機在整個工業機器人成本占比較高,預計在30%-40%,導致機器人整機和部件價格居高不下,并且受到RV 減速機產能限制,2017 年出現供不應求,嚴重制約了國內工業機器人的發展。隨著國內企業在RV 減速機領域不斷突破,工業機器人本體成本有望快速下降,進而進一步擴大工業機器人的應用,國產化意義重大。
根據國家統計局統計數據,2017年工業機器人產量達到13.11 萬臺,同比增長68.10%,市場迎來快速增長期。在國產機器人崛起道路上,減速機的產業化、自動化是非常重要的內容。國內企業苦練內功,專心技術研發與創新,是未來發展戰略中的大課題。