國產RV減速機是如何“加速”的

 

　　雖然不計本錢研制出產出了樣品，到達了863方案項目要求的工藝指標，但離大批量出產要求的低本錢、一致性、穩定性等還有技能方面的短板

 

　　“RV減速機占有工業機器人本錢的30%。咱們之前從日本進口減速機價格昂貴，現在用秦川機床制作的減速機，功能指標差不多，價格能下降三分之一，這就將國外公司的同類型減速機產品從暴利打成了薄利。”

 

　　秦川機床聯合上下流單位，方案兩年內霸占高端RV減速機規模化制作要害難題，加快國產代替進程。現在這一項目已完結圖紙和工藝規劃，確認了結構、零件尺度、精度要求，后續進行新品試制，將圖紙轉化為什物

 

　　文|《眺望》新聞周刊記者扈永順鄭昕

 

　　“在轎車整車制作廠房里，什么時候才干看到自主品牌國產工業機器人?”這是廣州數控設備有限公司(下稱廣州數控)機械研制一室常務副主任江文明近期常與同行討論的話題。

 

　　中國是年運用機器人數量最多的國家，但高端工業機器人運用的首要場景——整車廠里，以往卻鮮見國產高端工業機器人身影。沖壓、焊接、噴涂等高端工業機器人，根本依靠進口。

 

　　擺脫進口依靠的要害，是要完結高端工業機器人中心零部件國產化，例如RV減速機。減速機的功能是將電機的高轉速轉換為機械臂運動需求的低轉速，越是高精度、高可靠性、大負載多關節的高端工業機器人，對減速機精度的要求越高。其時，我國現已完結中低端RV減速機國產化，但高端RV減速機仍需進口。

 

　　瞄準進步國產中心零部件質量穩定性、可靠性，2021年以來，工業和信息化部等部分力推上下流聯合攻關，推動補齊中心元器件、加工工藝等短板。

 

　　2022年末，工業和信息化部將霸占高端工業機器人RV減速機列入16個要點產品、工藝“一條龍”運用演示項目目錄中，張榜求賢。

 

　　秦川機床東西集團股份公司(下稱秦川機床)聯合上下流單位揭榜，合作攻關高端工業機器人RV減速機。“咱們方案兩年內霸占規模化制作要害難題，加快國產代替進程。”秦川機床全資子公司陜西秦川高精傳動科技有限公司總經理賀民安告知《眺望》新聞周刊記者，現在這一項目現已完結RV減速機的圖紙和工藝規劃，確認了結構、零件尺度、精度要求，后續進行新品試制，將圖紙轉化成為什物。

 

　　記者采訪了解到，由于承擔國家863方案項目——機器人用RV減速機研制，秦川機床聯合相關院校科研團隊在20年前就完結了RV減速機的技能打破，2014年開啟產業化，2020年完結中低端減速機的規模化出產。在前期技能和工藝積累下，要在兩年時刻完結高端RV減速機從圖紙到制作的打破，需求破解哪些難題?在機制上需求做哪些新的打破?

 

　　二十年前已打破的技能一度止步于產業化

 

　　在秦川機床的機器人RV減速機制作車間，一個被拆解開的RV減速機陳列在展柜內，十多個零部件展現了其雜亂的工藝。“每個零部件都能按原樣造出來，但由于存在差錯很難組裝到一起，即便組裝到一起也很難到達精度要求。”秦川機床RV減速機研制團隊負責人陳華平介紹。

 

　　在減速機家族的上百種不同類型中，RV減速機是一種有五大類要害零件的雜亂齒輪傳動部件。為打破日本納博特斯克等企業對RV減速機的技能獨占，上世紀末，秦川機床與大連交通大學聯合承擔了國家863方案項目——機器人用RV減速機研制，研制出了我國第一臺RV250AⅡ減速機，并于1999年經過了國家863方案智能機器人主題專家組的鑒定。

 

　　但這只解決了國產RV減速機的有無。陳華平介紹，“經過參加863方案進行前瞻性研討，秦川機床運用本身機床在高精度加工和高精度安裝的優勢，采用精細定制精細工裝，打通了RV減速機單件零件加工、丈量、整機安裝的技能瓶頸。”此次研制出產出的樣品，到達了863方案項目要求的工藝指標，但離大批量出產要求的低本錢、一致性、穩定性等還有技能方面的短板。

 

　　賀民安說，由于缺少高可靠性、高精度、高功率的工藝配備，缺少批量化出產用的工裝和丈量設備等，RV減速機在從圖紙變成什物后就一直被塵封在倉庫之中。

 

　　“其時國內也缺少高端工業機器人的運用環境，減速機沒有進一步的研制需求。日本、德國等較早完結工業化升級的國家因其豐厚的工業運用場景，先于我國在工業機器人范疇有了原始積累，RV減速機技能專利也多由日、德等公司獨占。”賀民安說。

 

　　優化要害加工工藝完結中低端國產代替

 

　　2010年前后，國內一些工廠逐步呈現了工業機器人運用場景，開端從國外進口機器人產品。國內一些工業機器人企業看到商機，針對減速機高精度要求及批量化出產的難點，加足馬力攻關減速機產業化難題。

 

　　2009年，秦川機床從產品功能、可靠性等方面對RV250AⅡ減速機做了新的規劃和改善，開發了加工需求的要害設備，尤其完善了相應的工裝夾具，規劃、制作了特別的刀具，開端為一些公司供給實驗樣機。

 

　　2014年開端，秦川機床加快推動對五大類要害零件的加工工藝優化，研制了包括偏心軸磨床、針齒殼磨床、擺線齒精加工機床、擺線輪等分孔精加工配備，到達了出產中低端RV減速機的需求;為進步減速機零件的出產功率，秦川機床不斷改善工裝夾具功能以確保加工精度，由開端手動裝夾夾具升級為液壓或氣動自動裝夾夾具，部分工裝夾具還采用了電磁夾具，運用電磁吸力將金屬零件固定，有用操控零件的裝夾變形，與一般工裝夾具比較，功率與精度大幅進步。

 

　　2017年，秦川機床現已可以批量產出小標準低負載為主的減速機，并于2020年末開端量產，產品首要運用于碼垛、搬運、石材切開等中低端工業機器人范疇。

 

　　走進秦川機床的機器人RV減速機制作車間，記者看到組裝好的減速機正在等待測驗，內容包含傳動鏈差錯、回差、齒隙、改變剛性、彎矩剛性、無負載啟動力矩、功率、噪音等影響機器人作業效能的多項指標。在一臺臺測驗設備上，“西安交通大學”的校名、校徽清晰可見，表明了檢測設備的來歷。

 

　　“中心基礎零部件的研制，歷來不是一家企業單打獨斗就能成功的，而是需求上下流單位聯合攻關。”賀民安說。

 

　　2013年開端，西交大科研團隊就與秦川機床合作研制減速機檢測配備。“曾經小批量制作RV減速機是送到檢驗部分抽檢，但是規模化出產需求全檢，要求速度快，就需求進行現場檢測。咱們依據秦川機床的需求，研制了系列在線在位檢測設備。”西交大機械工程學院教授李兵告知記者。

 

　　下流企業供給的豐厚運用場景以及運用信息反應，不斷推動產品功能改善。“沒有運用場景就難以發現問題，要完結進口代替有必要要有用戶驗證。”賀民安說。

 

　　“咱們機器人制作企業有強烈的國產代替需求。”江文明告知記者，當2014年秦川機床開發出小標準低負載RV減速機樣機時，廣州數控助力其做了樣機的運用驗證，并進行了為期兩三年的測驗。2017年秦川機床的部分減速機產品老練面市，廣州數控每年收購近千臺，完結了國產中低端工業機器人中心零部件的進口代替。

 

　　“RV減速機占有工業機器人本錢的30%。咱們之前從日本進口減速機價格昂貴，現在用秦川機床制作的減速機，功能指標差不多，價格能下降三分之一，這就將國外公司的同類型減速機產品從暴利打成了薄利。”江文明說。

 

　　秦川機床出產的工業機器人RV減速機(2023年4月19日攝)受訪者供圖

 

　　上下流緊密合作加快產業化

 

　　高端工業機器人RV減速機攻關項目是要解決國產大負載減速機普遍存在的精度堅持性不足、可靠性低、運轉平穩性和批量一致性差等問題。科研、出產、運用“鐵三角”再度攜手，產業鏈上下流協同攻關。

 

　　秦川機床在打破中低端工業機器人量產瓶頸過程中，優化了加工工藝、研制了專用設備、積累了產業化經驗，為加快打破高端減速機產業化難題供給了基礎，此次作為工信部“一條龍”項目推動機構負責產品規劃、規劃、實驗開發與改善等;其他參加單位例如寧夏大學、西交大等高校科研團隊負責理論研討、檢測設備研制;廣州數控、新松機器人自動化股份有限公司等負責演示運用。

 

　　高端減速機對精度要求極高，為到達減速機的傳動精度，需求戰勝兩個難點，一是對擺線輪齒廓精確修形，二是高精度加工五大中心零件以削減差錯。

 

　　記者采訪了解到，為完結攻關，項目設立了三大首要目標：建立RV減速機自動修形的理論及辦法;霸占規模化制作要害難題，構成批量化制作工藝技能規范;下降高端RV減速機傳動差錯，在堅持高精度輸出情況下均勻額外壽數到達6000小時，到達國際標準。

 

　　擺線輪齒廓修形辦法直接影響減速機的傳動精度、承載才能、運用壽數等功能指標，關于這部分內容沒有公開的論文、專利等資料，寧夏大學機械工程學院副教授任重義自主創新提出了一種擺線輪齒廓自動修形辦法，能同時進步減速機的傳動精度和承載才能。“減速機的每個零件加工出來都會有差錯，假如擺線輪齒廓不修形，將導致減速機無法安裝。經過齒廓修形，可保證零件存在差錯時仍能安裝組成減速機。咱們自主創新編寫了一套軟件，針對不同類型減速機，只要輸入根本參數，就能輸出擺線輪齒廓修形曲線、齒面接觸應力曲線、回差及傳動精度曲線，供用戶檢查及校核。”任重義告知記者。

 

　　對秦川機床來說，要完結高精度加工五大中心零件，“首先要進步機床功能和工藝設備的穩定性，完結高精度擺線輪等零件的制作;其次針對各零件特點研制快速、可靠的工裝夾具，例如高自動化和高智能化的工裝夾具。”賀民安說。

 

　　作為參加產業鏈“一條龍”的下流機器人運用企業，江文明說，會將樣機安裝在重載機器人上試用并反應運用數據，在減速機的質量優化提高中提出具體需求。在后續研制對標國外的減速機新產品時，兩邊也將一起把需求分解到減速機研制的具體技能點中。

 

　　加快高端配備制作的國產化，還應在更長的鏈條中進行“一條龍”演示，將更下流的轎車整車廠納入到產業鏈條中。江文明說，“其時轎車整車廠的焊裝、沖壓、噴涂工業機器人根本都是用進口品牌。樸實的商場驅動，關于整車廠運用自主品牌國產機器人并沒有很大的動力。期望政府可以供給渠道，加強兩邊認知、產業鏈互動，一起推動自主品牌國產工業機器人在轎車整車廠的運用。”