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有了自己的“关节”,国产机器人岿然挺立

在机器人行业,流传着这样一句半开玩笑的话:“如果一家日本的减速器企业说跪下,全球机器人没几个能站着。


这句话的背后,是精密减速器被一家日本企业长期高度垄断的不争事实,而精密减速器就像是机器人的“关节”,也是机器人成本构成中占比最大的核心部件。被国外企业长期垄断,严重制约着国产机器人产业的发展。但随着近些年国产谐波减速器的快速崛起,这一局面正被改写。




近日,在第21届中国国际工业博览会上,由苏州绿的谐波传动科技股份有限公司(以下简称绿的谐波)自主研发的Y系列谐波减速器,凭借谐波齿轮传动领域世界最高精度和国际领先性能,一举获得中国工博会大奖。


这家名不见经传的民营企业,其核心团队2003年就开始默默无闻地瞄准了这个方向,不计付出,坚持投入,自主创新逆袭超越,从底层数学模型做起,采用完全不同的技术路线,研制出国际领先的谐波减速器,确保了国产机器人行业核心零部件的自主可控及高速发展。


20世纪50年代中期,美国人马瑟在薄壳弹性变形理论基础上,应用金属的挠性和弹性力学原理发明出来一种新型谐波传动技术。70年代,这项技术引入日本,随之日本制造的谐波减速器被广泛地应用于各种传动系统中,这家日本公司生产的谐波减速器,具有轻量、小型、传动效率高、减速范围广、精度高等特点,成为整体运动控制领域当之无愧的领军企业。


“谐波减速器广泛应用于机器人、机床、自动化、航空航天等各种领域,主要起降低输出转速、增大输出扭矩作用,具有大传动比、高承载、高精度等诸多优点。”绿的谐波储建华博士告诉记者,作为机器人最核心零部件之一,谐波减速器直接关系到机器人本体的性能与寿命,精度保持寿命、传动精度、刚性等也是谐波减速器最具挑战性的技术参数。


近年来,中国工业机器人产业进入新的历史机遇期,国际机器人企业纷纷大举进入中国。在中国,如汽车制造、3C电子、工厂自动化等行业,对机器人的需求也是越来越旺盛。然而,对于国内的机器人产业而言,谐波减速器、伺服电机和驱动器、控制系统等还需大量依赖进口,这就导致了其竞争力与国外企业还有差距。


据记者调查发现,减速器约占据机器人整体成本1/3,而国外产品售价较高,且行业景气时候交货周期长达10个月以上,极大制约了机器人本体厂商生产及服务。


绿的谐波公司前身1999年就开始扎根高端制造,2003年开始投入研发谐波减速器。由于日本公司高度垄断,他们找不到任何文件资料可供参考,同时还要回避国外公司专利,因此,他们从底层数学模型开始摸索研究,完全跳出了传统渐开线齿形设计理论,开发和验证新齿型,研发专用新材料,摸索热处理和精密制造工艺。


“绿的团队从一开始就感受到强大的阻力,深知会经历一个非常艰苦的探索和尝试过程,但团队齐心协力,保持高度的使命感,着眼于未来,最终克服了技术、资金、市场等方面的重重困难,到2009年正式推出谐波减速器原型机,并建设企业检验测试中心,对谐波减速器进行评价和测试,经过充分的验证,直到2012年才正式推向市场。”储建华说,得益于从一开始坚持正向设计开发,除了个别标准件外,谐波减速器其余均由自己生产制造,做到质量和交期可控。


但是,他们并没有止步。作为机器人核心零部件龙头企业, 今年4月份面向全球发布新一代Y系列超高精度和N系列超长寿命谐波减速器。


Y系列谐波减速器是绿的谐波独有专利设计,也是世界上首款实现了10弧秒以内传动精度的谐波齿轮传动装置,扭转刚度提升一倍,并从根本上解决了振动耦合问题,代表了谐波减速器的未来发展方向。N系列谐波减速器使用新一代高性能材料,专有制造工艺及热处理技术,精度保持寿命超过2万小时,是目前已知国际最高水平。除具有超长寿命外,还具有精度高、承载高、温升小、效率高、运行平稳、抗冲击能力强等特性。


作为已获实施3项谐波减速器相关国家标准的主要编写起草方,绿的谐波已经获得50多项国家专利授权。截至目前,他们已开发出21个系列上千种规格的谐波减速器产品,大规模应用于机器人、机床、自动化、医疗器械、半导体、航空航天等二十多个领域。国内市场占有率超过60%,海外销量年增速超过35%。


版权属于:玲儿

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