硬齒面減速機拆解圖|帶你了解工業機器人的關節:精密減速機

正文

　　前沿導讀：

　　現今工業的先進程度讓人嘆為觀止，尤其是那些靈動的5軸6軸機器人，具有如此多的關節，還能夠做到運動和指令的精確傳輸，各部位緊密配合完成復雜的工作，讓人不禁好奇它們的傳動系統到底是怎樣的，關節到底是什么結構的呢？

　　日本安川機器人揮刀削豌豆

　　說起關節，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。

　　你造么，全球工業機器人的關節用到的精密減速機幾乎都是日本造的：日本人說跪，全球機器人沒幾個能站著。

　　目前全球能夠提供規?；倚阅芸煽康木苌a企業不算多，全球絕大多數市場份額都被日本企業占據，在工業用機器人關節上的精密減速器上，納Nabtesco(納博特斯克)產品的全球市場占有率達60%，特別在中/重負荷機器人上，其RV減速器市場占有率高達90%。Harmonica（哈默納科）的諧波減速器約占15%，還有住友重工(SUMITOMO，未查到比例)。

　　下面我們就來看看這幾家知名機器人減速器企業

　　1、納博特斯克

　　Nabtesco(納博特斯克)是2003年9月成立的，看似一個00后公司。實際上它是由帝人精機(Teijin Seiki，1944年成立)和納博克(Nabco，1956年生產了日本第一個自動門)這兩家日本公司強強合并組成。作為運動控制系統和零部件的生產商，這兩家公司都在其特定的業務領域，掌握了高端核心技術，控制了很高的市場份額，所以Nabtesco甫一成立，就位居同行業在日本乃至全世界的首位，世界上大多數機器人制造商均從Nabtesco的專利RV減速機獲益并帶來成功。

　　作為世界上最大的精密擺線針輪減速機制造商，Nabtesco生產高性能減速機、中空軸減速機，以及單軸伺服執行器和控制器。其生產的精密設備具有高扭矩、高剛性和高耐過載沖擊荷載能力的同時，兼有高精密和非常低的回程間隙，被廣泛應用于衛星、雷達天線、工業機器人、半導體和焊接技術等工業自動化領域。

　　1944年帝人精機成立伊始，在飛機制造業開展業務，1947年進軍紡織機械制造領域，1955年開始制造飛行器零部件，1959年擴展至機床制造業。Nabtesco的RV減速器，前身正是帝人精機的主流產品，70年代開始作為挖掘設備驅動馬達的核心部件使用。80年代早期，應世界主要機器人制造商要求，帝人精機改進了RV減速器，使之更加精準可靠，符合機器人制造行業的嚴格要求。取得了精密擺線針輪RV減速機專利后，于1986年開始批量生產，從此開始為現代工業機器人的關節應用進行配套。

　　拆解開觀看內部結構

　　線路能很方便得從減速機中空的部分穿過。這樣的設計不僅轉矩更大，壓縮比更高，接近零側隙，而且還加載了一組更大的提供更大動量，并免去外部支撐設備的內角支撐軸。這樣一來，就進一步節省了成本，簡化了最終用戶的設計工作。

　　2、哈默納科

　　日本Harmonic Drive Systems Inc.(簡稱HDSI)是整體運動控制的領軍企業，其生產的Harmonic Drive組合型諧波減速機，具有輕量小型、無齒輪間隙、高轉矩容量等特點，被廣泛應用于工業機器人、仿人機器人、半導體液晶生產裝置、光伏設備、光學儀器、精密機床等各種尖端領域。阿波羅月球車的電驅動車輪里的波動齒輪就是用哈默納科的產品哦。

　　為了涵蓋諧波減速機所不能做到的低減速比領域，HDSI產品還涉及到精密行星齒輪箱型諧波減速機Harmonic Planetary。獨特的內齒圈形變工藝，可以使得行星齒輪與其嚙合的更緊、消除背隙，已達到精密級的傳動誤差。

　　聽上去象大一個行業品類，其實harmonic drive是Harmonic Drive Systems Inc.的商標。1960年美國USM公司首次將諧波傳動減速器成功投入運用，后來長谷川齒輪株式會社(Hasegawa Gear Works, Ltd.)獲得了USM的生產許可。1970年10月，長谷川與USM各出資50%，在東京都成立了Harmonic Drive Systems Inc.，漢譯哈默納科。

　　哈默納科是整體運動控制的領軍企業，其生產的HarmonicDrive組合型諧波減速機，具有輕量小型、無齒輪間隙、高轉矩容量等特點，被廣泛應用于工業機器人、仿人機器人、半導體液晶生產裝置、光伏設備、光學儀器、精密機床等各種尖端領域。

　　2006年1月1日哈默納科和上面介紹的Nabtesco的美國子公司在馬薩諸塞州成立了合資公司Harmonic Drive L.L.C.。

　　為了涵蓋諧波減速機所不能做到的低減速比領域，產品還涉及到精密行星齒輪箱型諧波減速機(Harmonic Planetary)。獨特的內齒圈形變工藝，可以使得行星齒輪與其嚙合的更緊、消除背隙，已達到精密級的傳動誤差。

諧波減速器拆解開觀看內部結構

　　三、住友

　　日本住友SUMITOMO是擁有400多年歷史的世界500強之一的住友集團旗下的建設機械廠家，在世界范圍享有盛譽。住友產品在1967年憑借自身技術 開發研制了第一臺液壓挖掘機之后，目前世界各地到處活躍著住友液壓挖掘機的身影。住友重機械工業株式會社 Sumitomo Drive Technologies住友重機械在日本便開始了電動機和減速機的自行制造生產。

　　住友減速機包含各種型號減速機，如住友大型斜齒輪減速箱，住友行星齒輪減速機，住友斜齒輪減速機，住友蝸輪蝸桿減速機等。減速比大，效率高：一級傳動減速 比為9~87，雙級傳動減速比為121～5133，多級混合可達數萬，且針齒嚙合系套式滾動摩擦，嚙合表面無相對滑動，故一級減速效率達94%。

　　1995年10月，由住友重機械工業株式會社和住友商事株式會社共同出資在中國天津成立住友重機械減速機(中國)有限公司，并在2001年成立上海分公司作為其產品在中國的銷售總部，同時在上海的松江設有維修中心。

　　反觀國內，我國對工業機器人用精密減速器的研究相比國外較晚，技術不成熟，與國外先進技術存在較大差距，形成了精密減速器不能自給自足的局面，嚴重依賴進口。這嚴重制約了我國工業機器人的發展，特別是在我國工業機器人逐漸產業化時期，工業機器人精密減速器的關鍵技術突破顯得更加迫切。國務院印發的《中國制造2025》提出，“突破機器人本體、減速器、伺服電機、控制器、傳感器與驅動器等關鍵零部件及系統集成設計制造等技術瓶頸?！?/p>

　　精密減速器國產化已經迫在眉睫，下面一起來看看國外著名機器人減速器的領軍企業吧。

　　1、上海機電

　　上海機電股份有限公司是一家引領中國機電裝備制造企業快速發展的大型上市公司，是其母公司中國最大的裝備制造業集團，香港上市公司———上海電氣集團股份有限公司的重要產業支柱之一，承擔著機電一體化板塊的發展重任。2013年5月，上海機電以現金增資入股納博傳動 51% 股權，共同合作機器人項目，開發精密減速機。

　　2、秦川發展

　　秦川機床集團有限公司(原名秦川機床廠) ，1965 年從上海內遷至陜西寶雞，1995 年 8 月經國家經貿委和陜西省人民政府聯合批復，以國家 100 家現代企業制度試點企業之一的秦川機床廠為主體組建國有獨資公司———秦川機床集團有限公司，現為國家大一型重點骨干企業。公司經營業務包括金屬切削機床、塑料加工機械、液壓系統、液壓件、汽車零部件、功能部件、精密齒輪 ( 箱) 、機床配件、數控系統、儀器儀表、木工機械及制品。2013 年 7 月，秦川發展計劃投資 1. 94 億元進行 9 萬套 ( 一期) 工業機器人關節減速器技術改造項目建設。二期項目將視一期進展情況適時投入。

　　3、綠的諧波

　　蘇州綠的諧波傳動科技有限公司作為一家從事精密諧波傳動裝置的研發、設計和生產的專業化公司，主要生產與研發機器人諧波齒輪減速器，具有高可靠性、高精度、大扭矩、大速比、小體積等特性，廣泛應用于機器人、精密機械驅動控制等領域，特別是在對減速機有高精度、低轉速、大扭矩等特殊要求的工業機器人行業盡顯技術優勢。綠的諧波是 《機器人用諧波齒輪減速器》國家標準主要起草方。綠的諧波減速器在精度、使用壽命上有很大的優勢，這兩點上的優勢在國內行業中還很突出，同時在保持高精度的情況下，綠的諧波的產品價格優勢也非常明顯。另外，綠的諧波在諧波傳動領域已擁有 12項國家發明專利和 19 項國家實用新型專利。

　　4、南通振康

　　南通振康焊接電機有限公司創始于 1993 年，是國家高新技術企業，20年來，振康一直專注于機器人核心部件———精密電機和精密減速器的研發和生產，從剛開始的印刷電機，到后來的送絲機和自動化焊接小車，再到現在的 ＲV 減速機，南通振康的發展歷程，是專注于特種電機與精密減速機的發展歷程2010 年研制開發用于工業機器人傳動核心部件 ＲV 減速裝置以及系列交流伺服電機，現已投入批量生產。

　　5、浙江恒豐泰

　　浙江恒豐泰以減速機、攪拌設備為主導產品，其減速器相關產品有LPB型帶有手動搬車裝置減速機(國家專利產品) 、X系列擺線針輪減速機、LC 型兩級齒輪減速機、LPB、LSB型平行 軸 齒輪減速機、GOJ 型硬齒面減速機、LFY 型硬齒面減速機、CF 型圓錐硬齒面減速機、HＲ、HK、HF、HS型硬齒面減速機、M 型蝸輪減速機、FL 型旁入式錐輪減速機 MB型無級變速機。恒豐泰現有專利 45 項，其中多項技術填補國內空白，達到國際先進，公司高新技術產品被列入國家級重點新產品名單和國家火炬計劃。同時，承擔的國家 “十二五”863 計劃重點項目課題———工業機器人高精度高效率減速器于 2013年9月5日通過國家科技部驗收，從而填補了國內技術的空白，打破了國外企業在該領域的壟斷地位。

　　6、北京中技克美諧波傳動有限公司

　　北京中 技克美諧波傳動有限責任公司成立于1994年12月9日，是國家科技部批準的“國家諧波傳動技術研究推廣中心” 和 “諧波傳動國家重點工業性試驗基地”，是我國第一個專業從事諧波傳動技術設計、開發、生產、銷售、服務的高新技術實業公司。公司產品主要有以下 4 個標準系列: XB1 單級諧波傳動減速器和組件、XB2 內嚙復波諧波傳動減速器和組件、XB3 扁平式諧波傳動減速器和組件以及 XBF相位調節器用諧波傳動。目前，公司產品已廣泛應用于航天、航空、信息、能源、電子、儀表、石化、印刷、包裝、機器人、機械、醫療、軍工等領域。

　　7、北京諧波傳動技術研究所

　　北京諧波傳動技術研究所成立于 1983 年，具有長期的關于諧波齒輪傳動技術的研發及為用戶服務的豐富經驗，是從事諧波傳動及特種傳動技術的研發銷售的專業化企業。主要研發銷售標準諧波減速器、諧波傳動組件及按用戶所需設計非標電機套裝。公司于1993 年編寫制定 “諧波傳動減速器國家標準”，其代號為 GB/T14118-93。從 1991 年以來為滿足印刷、包裝機械開發出相位調節器，機床走刀機構用快、慢運動的減速器，力求把新設計、新工藝、新材料用于小速比 ( i≥40 ～50) 諧波減速器，以滿足對機械速度的要求，同時已經研發出速比在 i≥100 ～ 20 000 大速比，以滿足另一些機械的要求。產品主要系列有 XBD 短筒系列、XB1 單級系列、XB2 復波系列以及 XB3 扁平系列。?