眾所周知,機器人主要有三大核心部件:運動(dòng)控制器、伺服驅動(dòng)電機,以及精密減速機。而其中最關(guān)鍵的就是精密減速機。
從原理上來(lái)說(shuō),精密減速機就像一個(gè)杠桿,它能降低電機的速度,放大電機的力量,讓機器人能用更小的電機來(lái)實(shí)現動(dòng)作;其次,減速機還能增加對電機的控制精度,從而讓機器人表現出更高的精度。
如果沒(méi)有精密減速機,機器人就會(huì )在運動(dòng)狀態(tài)中產(chǎn)生震顫,無(wú)法實(shí)現動(dòng)作。比如機器人要抓取一個(gè)物件,可能就無(wú)法準確觸碰到物體,或是觸碰到了,但卻帶來(lái)很多磨損。因此對機器人,尤其是工業(yè)機器人來(lái)說(shuō),如果想要實(shí)現高精度的多關(guān)節運動(dòng),最關(guān)鍵的環(huán)節就是精密減速機。
在前不久剛結束的上海工博會(huì ),OFweek工控網(wǎng)采訪(fǎng)到了海尚集團有限公司董事長(cháng)葉華平先生。海尚集團成立于2006年,在智能機器人和減速機的研發(fā)與制造方面有著(zhù)多年的經(jīng)驗。葉華平先生本人也對減速機行業(yè)的發(fā)展、趨勢以及前景都有著(zhù)非常深刻的理解和看法,在他的介紹下,有助于讓我們更好地了解減速機行業(yè)的現狀。
(海尚集團董事長(cháng)葉華平)
傲視全球的日本減速機
從目前全球的減速機行業(yè)來(lái)看,最具代表性的廠(chǎng)商當屬做諧波減速機的“哈默納科”,以及做RV減速機的“納博特斯克”,而兩家都是日本廠(chǎng)商,掌握了絕大多數的市場(chǎng)份額??梢院敛豢鋸埖卣f(shuō),許多企業(yè)的工業(yè)機器人用的都是這兩家生產(chǎn)的減速機。
葉華平認為,日本減速機的優(yōu)勢主要體現在兩方面:工藝制造流程和加工設備。“日本最大的優(yōu)勢,就在于他們提早了25年。”葉華平如此說(shuō)到。
首先是工藝制造流程,從當前日本減速機公司的發(fā)展歷史來(lái)看,日本早在25年前便已經(jīng)開(kāi)始研發(fā)減速機。長(cháng)達20多年的探索,讓日本企業(yè)有足夠的時(shí)間建立起完善的減速機制造工藝流程和全工業(yè)體系。
其次是加工裝備,當一種新技術(shù)或是新產(chǎn)品出來(lái)的時(shí)候,就需要有相應的加工裝備。任何領(lǐng)域都有自己專(zhuān)屬的制造裝備,也就是通常所說(shuō)的“專(zhuān)機”。尤其是對于高精密的零部件,人工是無(wú)法完成制造過(guò)程的,必須依靠特制的加工裝備。
減速機的加工裝備并非一開(kāi)始就有,都是日本企業(yè)一步步研究,慢慢完善才得以制造出的成品。因此對公司來(lái)說(shuō),加工裝備的制造方法就成了“不傳之秘”。
后來(lái)者要進(jìn)入減速機制造領(lǐng)域,要么只能自己從頭探索工藝制造流程和加工裝備,創(chuàng )造出新的減速機框架;要么是模仿日本企業(yè)的減速機框架來(lái)做,這樣付出的成本也相對較低。
但不管選哪條路,由于后來(lái)的人沒(méi)有掌握核心技術(shù)的門(mén)路,探索過(guò)程必然十分緩慢,最終造出來(lái)的產(chǎn)品品質(zhì)也很難超過(guò)現有的日本減速機。
開(kāi)創(chuàng )性雙擺線(xiàn)差動(dòng)變速,取代傳統減速機
在葉華平看來(lái),現在的中國減速機行業(yè)雖然已經(jīng)興起,但仍處于對日本減速機的模仿階段,而且只學(xué)到形,卻沒(méi)有學(xué)到神。究其原因,就是因為沒(méi)有掌握到核心技術(shù)。但反過(guò)來(lái)說(shuō),這也意味著(zhù)只有掌握了自己獨特的核心技術(shù),才能在行業(yè)里取得優(yōu)勢。
海尚在工博會(huì )推出的“矢量擺線(xiàn)減速機”,就是這樣一款有著(zhù)自身獨特技術(shù),全面顛覆傳統減速機領(lǐng)域的新產(chǎn)品。
據介紹,目前市場(chǎng)上已知的減速機都是由齒輪演變而來(lái),原生態(tài)存在零件過(guò)多,制造過(guò)于復雜,精度和扭力不夠等問(wèn)題,比如RV減速器和諧波減速器雖然精度高,但同時(shí)也有著(zhù)精度保持性和剛性不夠、扭力小、壽命不長(cháng)等缺點(diǎn)。
但隨著(zhù)智能制造、智能家居、5G通訊產(chǎn)業(yè)的快速崛起,小型化、輕量化將成為精密減速機新的發(fā)展趨勢。比如應用于機器人、精密機床、航空航天等精密伺服機構的傳動(dòng)裝置,就要求具有高傳動(dòng)精度、高傳動(dòng)剛度、傳動(dòng)比大、傳動(dòng)效率高、體積小、重量輕、傳動(dòng)回差小等特點(diǎn),這些也正是海尚矢量擺線(xiàn)減速機能夠解決的問(wèn)題。
據悉,海尚矢量擺線(xiàn)減速機開(kāi)創(chuàng )性地采用了雙擺線(xiàn)差動(dòng)變速方式輸出,能將工作噪音低至60分貝,壽命延長(cháng)至8萬(wàn)小時(shí)。同時(shí)以滾珠傳動(dòng)代替傳統齒輪傳動(dòng),簡(jiǎn)化復雜的制造工藝,減少其零部件的數量,讓減速機的制造變得更簡(jiǎn)單、工藝鏈更短、成本更低、性能更佳。
另外與RV、諧波及行星減速機相比,海尚矢量擺線(xiàn)減速機還具有全接觸、無(wú)死角、零背隙、全覆蓋等優(yōu)點(diǎn)。
葉華平相信,隨著(zhù)海尚矢量擺線(xiàn)減速機的批量化生產(chǎn),對打破國產(chǎn)工業(yè)機器人嚴重依賴(lài)進(jìn)口精密減速機的局面,將起到極大的助力,同時(shí)也為推動(dòng)中國機器人產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展獻一份力。
讓國產(chǎn)精密減速機在世界市場(chǎng)中擁有話(huà)語(yǔ)權
近幾年隨著(zhù)全球機器人市場(chǎng)規模的快速增長(cháng),中國機器人產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了長(cháng)足的發(fā)展。但在工業(yè)基礎方面,中國與其他老牌工業(yè)強國相比依然有著(zhù)很大的差距。核心零部件制造技術(shù)的缺失,導致我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢,只能依賴(lài)進(jìn)口。
不過(guò)對于這個(gè)現狀,葉華平卻表現出了相當大的信心:“我有信心,5年以后,矢量擺線(xiàn)減速機會(huì )全面取代傳統的行星減速機。”他表示,海尚最終要實(shí)現的愿景,就是讓國產(chǎn)的精密減速機在世界減速機市場(chǎng)中擁有話(huà)語(yǔ)權。