没了它,全球的机器人和飞机坦克得趴下一多半。你们知道“它”是什么吗?日前,上银科技的“谐波减速机”再次引起了关注。该谐波减速机的出现打破了日本企业在机器人关节领域的垄断,有助于降低成本。本文将探讨上银减速机的研发历程及其带来的积极影响,并简要介绍日本两家精密减速器厂商的情况。如果您有任何补充,欢迎留言讨论。
上银科技的谐波减速机于2018年8月发布,标志着上银成为全球第三家能够量产并符合国际标准(等效7000小时以上)的厂商,打破了日本企业的垄断。
当前工业机器人的技术已经非常先进,特别是那些灵活的五轴和六轴机器人,拥有多个关节,能够实现精确的动作和指令传输。各部件之间的紧密配合使得机器人能够完成复杂的任务。你可能已经知道,全球大部分机器人的关节使用的精密减速器都是日本制造的。精密减速器的重要性不言而喻,没有它,全球的机器人和飞机坦克将失去一大部分功能。
精密减速器是工业机器人最重要的基础部件之一,也是运动的核心部件。精密减速器是一种动力传输装置,通过齿轮速度转换器将电机的转速降低到所需的转速,并获得更大的扭矩,从而降低转速并增加扭矩。
上银科技在五年前开始研发谐波减速器,并于去年开始量产。卓永财表示,上银去年完成了谐波减速器的开发,除了应用于自家的机器人外,还成为了全球第三家符合国际标准的量产厂商,并开始对外销售给日本及韩国等厂商。上银的关键零部件可以实现100%自产。
谐波减速器、伺服电机及控制器这三大关键部件占据了工业机器人零件成本的60%至70%。过去,工业机器人核心技术主要掌握在瑞士ABB、日本发那科、安川电机及德国库卡等四家厂商手中。随着上银开发出谐波减速器,打破了以往依赖日本和德国采购的局面。这一突破有助于大幅降低国产工业机器人的成本。
《中国工业报》曾介绍过上银科技,并将其称为“隐形冠军”。如今,上银已成为全球精密机械产业的领军者。
刚才提到,被誉为“机器人心脏”的精密减速器主要由日本厂商垄断。其中最具代表性的公司包括纳博特斯克、哈默纳科和住友重工。
精密减速器主要分为两种类型:RV减速器和谐波减速器。生产RV减速器的知名品牌是纳博特斯克,占据全球市场份额的60%左右;而哈默纳科则是谐波减速器的主要生产商,其产品占据了约15%的市场份额。全球约75%的精密减速器由日本公司制造。
接下来,我们简要了解下纳博特斯克和哈默纳科两家公司。
纳博特斯克(Nabtesco)成立于2003年9月,由帝人精机和纳博克这两家日本公司合并而成。作为运动控制系统和零部件的制造商,这两家公司各自在其领域内掌握着高端技术,因此纳博特斯克成立之初便在全球范围内占据了领先地位。许多机器人制造商都受益于纳博特斯克的RV减速器。
纳博特斯克的RV减速器前身是帝人精机的主要产品,在上世纪70年代末期开始作为挖掘设备驱动电机的核心部件使用。80年代初期,为了满足世界主要机器人制造商的需求,帝人精机改进了RV减速器,使其更加精确可靠,符合机器人制造行业的严格要求。获得精密摆线针轮RV减速器专利后,纳博特斯克于1986年开始批量生产。
谐波减速器(harmonic gear drive)是一种通过波发生器使柔性齿轮产生可控弹性变形,并与刚性齿轮啮合来传递运动和动力的齿轮传动系统。
听起来像是一个大型行业类别,但“harmonic drive”实际上是Harmonic Drive Systems Inc.的商标。1960年,美国USM公司首次将谐波传动减速器成功应用于实际生产。后来,长谷川齿轮株式会社获得了USM的生产许可。1970年10月,长谷川与USM各出资50%,在日本东京成立了Harmonic Drive Systems Inc.,即哈默纳科。
哈默纳科是整体运动控制的领军企业,其生产的Harmonic Drive组合型谐波减速器具有轻量化、无齿隙、高扭矩容量等特点,被广泛应用于工业机器人、仿人机器人、半导体液晶生产设备、光伏设备、光学仪器、精密机床等高科技领域。
谐波齿轮减速器尤其在高动态性能的伺服系统中表现出色。阿波罗月球车的电动驱动车轮中的波动齿轮就是使用了哈默纳科的产品。