近年来,只要说起谐波减速器,从事工业机器人的业内人士都会耳熟能详。在过去的几年里,这种机器人的核心部件,有时还没有手掌大,由于核心技术长期被国外品牌垄断,一直占据着机器人整体成本的30%左右。这一现实也在客观上推高了国产机器人应用的成本。...
六轴工业机器人结构图
谐波减速器的过去:
20世纪50年代中期,随着全球科技的发展,美国马瑟根据薄壳的弹性变形理论和金属的柔性和弹性原理,发明了一种新的谐波传动技术。谐波传动技术主要应用于航空航天、工业机器人、精密设备、雷达通信设备、印刷机械、纺织机械、半导体工业晶圆传送装置、印刷包装机械、医疗设备、金属成型机械、仪器仪表、光学制造仪器、核设施和空气动力学实验研究等领域。
谐波传动这一新技术的出现引起了各国的关注。1970年引入日本,诞生了日本第一家整体运动控制龙头企业——日本株式会社(简称HDSI)。日本HDSI公司生产的谐波减速器具有重量轻、体积小、传动效率高、减速范围宽、精度高的特点,广泛应用于各种传动系统中。HDSI主要生产和销售各种精密减速装置,不愧为整体运动控制的龙头企业。为了覆盖谐波减速器无法覆盖的低减速比领域,HDSI产品还开发了精密行星齿轮减速器。独特的内齿圈变形工艺可以使行星齿轮啮合更紧密,消除侧隙,从而将传动误差控制在精确的范围内。HDSI最初只在中国开发, 并与安川电机、三菱电机、发那科有长期合作关系。
近年来,我国工业机器人产业进入了新的历史机遇期。以ABB、库卡、安川、发那科为代表的国际机器人公司纷纷进入中国建厂,抢占市场份额。在中国,如手机制造、半导体、液晶生产机械等行业,对小型机器人的需求也越来越大。但是对于家用工业机器人,尤其是谐波减速器、伺服电机、控制系统等。,它们还需要大量进口,导致与国外企业的竞争力有差距,但这些都是工业机器人的上游部件和关键部件。根据IFR的统计,2012年中国进口了约2.2万台工业机器人,中国将是全球增长最快的工业机器人市场。HDSI谐波减速器是小型工业机器人(20公斤以下)不可替代的部件 或合资公司,这为其拓展中国大陆市场带来了新的机遇。2011年1月,HDSI在中国成立了哈默纳科(上海)有限贸易公司,的公司为其在中国投资而设立的全资销售子公司公司。主要负责HDSI产品在中国大陆的销售和选型等技术支持和售后服务。
HDSI早期的产品主要是机械产品,如减速器。今天,HDSI的主要产品增加了许多机电一体化产品。在减速器方面,HDSI主要有(谐波齿轮传动减速器)和(行星齿轮减速器)。其生产的谐波减速器基本占据国际主要市场,具有其他减速器不具备的特点:高旋转精度/高定位精度、体积小/重量轻、传动效率高、减速比高、减速比大、减速比宽、精度高、扭矩能力大、无侧隙、效率高、运行安静等。,广泛应用于各种传输系统。为了覆盖谐波减速器无法覆盖的低减速比领域,HDSI产品还开发了精密行星齿轮减速器。独特的内齿圈变形工艺可使行星齿轮啮合更紧密,消除齿隙, 从而将传动误差控制在精确的范围内。
谐波减速器仅由三个基本部件组成:柔性轮、波发生器和刚性轮。柔性轮的外径略小于刚性轮的内径。通常,柔性轮比刚性轮少两个齿。波浪发生器的椭圆形状决定了柔性轮和刚性轮的齿接触点分布在椭圆中心之间的相对两侧。在波发生器旋转期间,柔性齿轮和刚性齿轮的齿接触部分开始啮合。波发生器每顺时针旋转180°,柔性轮就相当于刚性轮逆时针旋转一个齿差。所有的齿有30%以上是在180度对称的两个地方同时啮合的,这也造就了它的高扭矩传递。
拥有高扭矩CSG系列谐波减速器、标准CSF系列谐波减速器、超扁高负荷CSD系列谐波减速器、高扭矩空心轴和输入轴SHG系列谐波减速器、超扁空心SHD系列谐波减速器、小型双轴CSF系列谐波减速器和标准CSG-GH/CSF-GH谐波减速器。
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说完了谐波减速器的诞生和发展,让我们来分析谐波减速器专用轴承:
精密轴承是装备制造业中重要而关键的基础零部件,直接影响着重大装备和主机产品的性能、质量和可靠性,被誉为装备制造业的“心脏”部件。工业机器人谐波减速器支撑轴承的精度、摩擦力矩和刚度直接影响整个谐波减速器乃至机器人的稳定性和安全运行。机器人配套轴承是轴承应用的细分市场,是随着工业机器人产业的兴起而发展起来的新兴市场。机器人用精密轴承主要有:谐波减速器轴承、柔性轴承、RV减速器轴承、交叉滚子轴承、等截面薄壁轴承等。
谐波减速器轴承
谐波减速器轴承是谐波减速器专用的精密交叉滚子轴承。谐波减速器轴承主要由两种类型组成:根据其应用场合,分为外圈分体式和内圈整体式。 CSF/CSG系列谐波减速器轴承它与外环和内环是一体的。 SHF/SHG系列谐波减速器轴承这两类。滚子为圆柱滚子,相互呈90度分布在V形滚道内。这种结构使单个轴承能同时承受轴向载荷、径向载荷、倾覆力矩等各个方向的载荷,谐波减速器的配套轴承具有较高的刚度、回转精度和复合承载能力;它外形紧凑,自带安装孔,便于直接安装,适用于各种类型的谐波减速器。
虽然近年来我国轴承制造技术不断进步,但与世界轴承工业强国相比,国产工业机器人谐波减速器是专用的。 交叉滚子轴承RV减速机轴承、等截面薄壁轴承等多个系列的精密轴承与国外还有一定差距。主要表现为高技术、高精度、高附加值产品比重较低,产品稳定性有待进一步提高和改善。随着国家政策支持力度的加大,相信我国轴承行业将迎来发展的春天,这将加速精密轴承的国产化进程,为我国重大装备制造完全国产化提供坚实的基础。
我国正在积极推动工业机器人产业发展,机器人对高技术、高精度精密轴承的需求进一步增强,这就要求国内轴承生产企业不断提高技术水平,加快轴承产业转型升级,缩小与进口精密轴承的质量差距,实现精密轴承的国产化。
国产机器人的出路在于尽快突破制约国产机器人发展的核心零部件瓶颈。其中,机器人谐波减速器和配套轴承的生产厂家要联手,通过联合行业内的优势企业,形成机器人产业链。尽快实现机器人及配套设备和零部件的国产化进程尤为重要。近年来,在机器人谐波减速器轴承的设计、制造、检验和应用方面进行了长期的研究和技术攻关。公司在工业机器人轴承的开发和生产实践中,为了制造机器人轴承生产标准化、系列化,编制了工业机器人谐波减速器全系列配套轴承样品。制定了该系列产品的企业标准,以更好地推动工业机器人核心部件的国产化。公司专业从事工业机器人用谐波减速器轴承的研发,为尽快实现机器人用谐波减速器轴承的高性能、长寿命、低成本而不懈努力,为机器人谐波减速器生产企业提供“用得起、用得好、用得久”的高精度轴承,进一步填补国内需求空白。
与同类进口谐波减速器轴承相比,国产谐波减速器轴承仍有很大优势。 谐波减速器轴承随着生产工艺的提高,国产谐波减速器轴承的质量更有保证,并且在价格这方面也有优势,在国内市场有很强的竞争力。谐波减速器轴承的国产化,改变了这些长期被国外企业垄断、国内市场急需的高精度轴承产品的市场局面。随着一批国内品牌企业的建立,中国谐波减速器轴承在国际市场上的竞争力越来越强,国内外市场越来越开放。
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