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1、國內(nèi)外工業(yè)機器人減速器現(xiàn)狀分析一、減速器簡介1.減速器種類a)RV(Rot-Vector)減速器RV減速器是在擺線針輪傳動基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,具有二級減速和中心圓盤支承結(jié)構(gòu)。自1986年投入市場以來,因其傳動比大、傳動效率高、運動精度高、回差小、低振動、剛性大和高可靠性等優(yōu)點是機器人的“御用”減速器。b)諧波減速器諧波減速器由三部分組成:諧波發(fā)生器、柔性論和剛輪,其工作原理是由諧波發(fā)生器使柔輪產(chǎn)生可控的彈性變形,靠柔輪與剛輪嚙合來傳遞動力,并達(dá)到減速的目的;按照波發(fā)生器的不同有凸輪式、滾輪式和偏心盤式。諧波減速器傳動比大、外形輪廓小、零件數(shù)目少且傳動效率高。單機傳動比可達(dá)到50-4000,
2、而傳動效率高達(dá)92%-96%。c)行星減速器行星顧名思義行星減速器就是有三個行星輪圍繞一個太陽輪旋轉(zhuǎn)的減速器。行星減速器體積小、重量輕,承載能力高,使用壽命長、運轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪聲低。具有功率分流、多齒嚙合獨用的特性,是一種用途廣泛的工業(yè)產(chǎn)品,其性能可與其它軍品級行星減速器產(chǎn)品相媲美,卻有著工業(yè)級產(chǎn)品的價格,被應(yīng)用于廣泛的工業(yè)場合。2.精密減速機的市場現(xiàn)狀 目前應(yīng)用于機器人領(lǐng)域的減速機主要有兩種,一種是RV減速器,另一種是諧波減速器。在關(guān)節(jié)型機器人中,由于RV減速器具有更高的剛度和回轉(zhuǎn)精度,一般將RV減速器放置在機座、大臂、肩部等重負(fù)載的位置,而將諧波減速器放置在小臂、腕部或手部。對于高精度
3、機器人減速器,日本具備絕對領(lǐng)先優(yōu)勢,目前全球機器人行業(yè)75%的精密減速機被日本的納博斯特克Nabtesco和哈默納科HarmonicDrive兩家壟斷,包括ABB、FANUC、KUKA等國際主流機器人廠商的減速器均由上述兩家公司提供。其中哈默納科在工業(yè)機器人關(guān)節(jié)領(lǐng)域擁有15%的市場占有率,納博斯特克的市場占有率高達(dá)60%。二、國際工業(yè)機器人減速器概況1.國外精密減速機市場發(fā)展概況國外的減速器,以德國、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位,特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢,減速器工作可靠性好,使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主,體積和重量問題,也未解決好。日本住友重工研制的FA型高精度減速器,
4、美國Alan-Newton公司研制的X-Y式減速器,在傳動原理和結(jié)構(gòu)上與本項目類似或相近,都為目前先進(jìn)的齒輪減速器。目前,減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。因此,除了不斷改進(jìn)材料品質(zhì)、提高工藝水平外,還在傳動原理和傳動結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)新,平動齒輪傳動原理的出現(xiàn)就是一例。減速器與電動機的連體結(jié)構(gòu),也是大力開拓的形式,并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號的產(chǎn)品。目前,超小型的減速器的研究成果尚不明顯。在醫(yī)療、生物工程、機器人等領(lǐng)域中,微型發(fā)動機已基本研制成功,美國和荷蘭近期研制的分子發(fā)動機的尺寸在納米級范圍,如能輔以納米級的減速器,則應(yīng)用前景遠(yuǎn)大。國外
5、在先進(jìn)減速機的設(shè)計生產(chǎn)上已經(jīng)十分成熟,一些知名生產(chǎn)商已經(jīng)擁有一百余年的減速機生產(chǎn)經(jīng)驗,市場份額也十分可觀。比如西門子公司旗下FLENDER減速機是目前業(yè)內(nèi)最大減速機供應(yīng)商,在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造方面具有很高的造詣。國外減速機在食品、電力、建筑、礦業(yè)、水利等諸多行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用,其制造生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)相比國內(nèi)也更高,我國的硬齒面減速機標(biāo)準(zhǔn)也來源于西門子公司的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)減速機的發(fā)展歷史也有近40年,生產(chǎn)廠家數(shù)目眾多,形式也多樣,目前,國內(nèi)各類通用減速器的標(biāo)準(zhǔn)系列已達(dá)數(shù)百個,基本可滿足各行業(yè)對通用減速器的需求。但是與國外相比我國減速機水平仍然有較大差距,同國外外減速器行業(yè)存在的比較突出的問題是,
6、行業(yè)整體新產(chǎn)品開發(fā)能力弱、工藝創(chuàng)新及管理水平低。工業(yè)機器人減速機生產(chǎn)企業(yè)主要是日本公司,納博特斯克、哈默納科、住友是其中的主要代表公司,現(xiàn)在納博特斯克公司由帝人制機株式會社和納博克株式會社于2003年合并組成。納博特斯克和哈默納科兩家公司占據(jù)工業(yè)機器人七成以上的減速機市場,納博特斯克優(yōu)勢產(chǎn)品是RV減速機,哈默納科的優(yōu)勢產(chǎn)品是諧波減速機。其中日本納博是一家從事尖端核心部件的跨國企業(yè),主要從事靜液壓驅(qū)動裝置、液壓裝置、減速裝置及其部件的研發(fā)、制造。自1985年發(fā)明至今,日本納博的精密減速機累計已向全球銷售400萬臺,2014年銷售額達(dá)442億日元(約合人民幣30億),營業(yè)利潤達(dá)80億日元(約
7、合人民幣6億)。日本納博精密減速機扭矩大且精度高,高剛性且抗震性強,尤其產(chǎn)品質(zhì)量保障期超長(根據(jù)不同應(yīng)用領(lǐng)域環(huán)境從50年-100年),成為全球汽車工業(yè)機器人制造商的獨家選擇。20多年來,日本納博精密減速機全球市場占有率穩(wěn)居60%,持續(xù)保持世界第一。其次是韓國的減速機,韓國減速機一直以來用于軍用,前些年在工業(yè)機器人市場很少推廣,近兩年開始大力在工業(yè)機器人推廣,以SEJINIGB、韓中減速機等為例。2.納博特斯克公司簡介2003年9月,