國產(chǎn)RV減速機是如何“加速”的

 

　　雖然不計本錢研制出產(chǎn)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(chǎn)要求的低本錢、一致性、穩(wěn)定性等還有技能方面的短板

 

　　“RV減速機占有工業(yè)機器人本錢的30%。咱們之前從日本進口減速機價格昂貴，現(xiàn)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(chǎn)品從暴利打成了薄利。”

 

　　秦川機床聯(lián)合上下流單位，方案兩年內(nèi)霸占高端RV減速機規(guī)模化制作要害難題，加快國產(chǎn)代替進程?，F(xiàn)在這一項目已完結(jié)圖紙和工藝規(guī)劃，確認了結(jié)構(gòu)、零件尺度、精度要求，后續(xù)進行新品試制，將圖紙轉(zhuǎn)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(chǎn)工業(yè)機器人?”這是廣州數(shù)控設(shè)備有限公司(下稱廣州數(shù)控)機械研制一室常務(wù)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(shù)量最多的國家，但高端工業(yè)機器人運用的首要場景——整車廠里，以往卻鮮見國產(chǎn)高端工業(yè)機器人身影。沖壓、焊接、噴涂等高端工業(yè)機器人，根本依靠進口。

 

　　擺脫進口依靠的要害，是要完結(jié)高端工業(yè)機器人中心零部件國產(chǎn)化，例如RV減速機。減速機的功能是將電機的高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為機械臂運動需求的低轉(zhuǎn)速，越是高精度、高可靠性、大負載多關(guān)節(jié)的高端工業(yè)機器人，對減速機精度的要求越高。其時，我國現(xiàn)已完結(jié)中低端RV減速機國產(chǎn)化，但高端RV減速機仍需進口。

 

　　瞄準進步國產(chǎn)中心零部件質(zhì)量穩(wěn)定性、可靠性，2021年以來，工業(yè)和信息化部等部分力推上下流聯(lián)合攻關(guān)，推動補齊中心元器件、加工工藝等短板。

 

　　2022年末，工業(yè)和信息化部將霸占高端工業(yè)機器人RV減速機列入16個要點產(chǎn)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(lián)合上下流單位揭榜，合作攻關(guān)高端工業(yè)機器人RV減速機。“咱們方案兩年內(nèi)霸占規(guī)模化制作要害難題，加快國產(chǎn)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(jīng)理賀民安告知《眺望》新聞周刊記者，現(xiàn)在這一項目現(xiàn)已完結(jié)RV減速機的圖紙和工藝規(guī)劃，確認了結(jié)構(gòu)、零件尺度、精度要求，后續(xù)進行新品試制，將圖紙轉(zhuǎn)化成為什物。

 

　　記者采訪了解到，由于承擔(dān)國家863方案項目——機器人用RV減速機研制，秦川機床聯(lián)合相關(guān)院?？蒲袌F隊在20年前就完結(jié)了RV減速機的技能打破，2014年開啟產(chǎn)業(yè)化，2020年完結(jié)中低端減速機的規(guī)模化出產(chǎn)。在前期技能和工藝積累下，要在兩年時刻完結(jié)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(chǎn)業(yè)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(nèi)，十多個零部件展現(xiàn)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(zé)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(yè)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(xué)聯(lián)合承擔(dān)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(jīng)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(chǎn)RV減速機的有無。陳華平介紹，“經(jīng)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(yōu)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(chǎn)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(chǎn)要求的低本錢、一致性、穩(wěn)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(chǎn)用的工裝和丈量設(shè)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(nèi)也缺少高端工業(yè)機器人的運用環(huán)境，減速機沒有進一步的研制需求。日本、德國等較早完結(jié)工業(yè)化升級的國家因其豐厚的工業(yè)運用場景，先于我國在工業(yè)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(yōu)化要害加工工藝完結(jié)中低端國產(chǎn)代替

 

　　2010年前后，國內(nèi)一些工廠逐步呈現(xiàn)了工業(yè)機器人運用場景，開端從國外進口機器人產(chǎn)品。國內(nèi)一些工業(yè)機器人企業(yè)看到商機，針對減速機高精度要求及批量化出產(chǎn)的難點，加足馬力攻關(guān)減速機產(chǎn)業(yè)化難題。

 

　　2009年，秦川機床從產(chǎn)品功能、可靠性等方面對RV250AⅡ減速機做了新的規(guī)劃和改善，開發(fā)了加工需求的要害設(shè)備，尤其完善了相應(yīng)的工裝夾具，規(guī)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(yōu)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(chǎn)中低端RV減速機的需求;為進步減速機零件的出產(chǎn)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(xiàn)已可以批量產(chǎn)出小標準低負載為主的減速機，并于2020年末開端量產(chǎn)，產(chǎn)品首要運用于碼垛、搬運、石材切開等中低端工業(yè)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(nèi)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(yè)效能的多項指標。在一臺臺測驗設(shè)備上，“西安交通大學(xué)”的校名、校徽清晰可見，表明了檢測設(shè)備的來歷。

 

　　“中心基礎(chǔ)零部件的研制，歷來不是一家企業(yè)單打獨斗就能成功的，而是需求上下流單位聯(lián)合攻關(guān)。”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(jīng)小批量制作RV減速機是送到檢驗部分抽檢，但是規(guī)模化出產(chǎn)需求全檢，要求速度快，就需求進行現(xiàn)場檢測。咱們依據(jù)秦川機床的需求，研制了系列在線在位檢測設(shè)備。”西交大機械工程學(xué)院教授李兵告知記者。

 

　　下流企業(yè)供給的豐厚運用場景以及運用信息反應(yīng)，不斷推動產(chǎn)品功能改善。“沒有運用場景就難以發(fā)現(xiàn)問題，要完結(jié)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(yè)有強烈的國產(chǎn)代替需求。”江文明告知記者，當2014年秦川機床開發(fā)出小標準低負載RV減速機樣機時，廣州數(shù)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(chǎn)品老練面市，廣州數(shù)控每年收購近千臺，完結(jié)了國產(chǎn)中低端工業(yè)機器人中心零部件的進口代替。

 

　　“RV減速機占有工業(yè)機器人本錢的30%。咱們之前從日本進口減速機價格昂貴，現(xiàn)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(chǎn)品從暴利打成了薄利。”江文明說。

 

　　秦川機床出產(chǎn)的工業(yè)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(chǎn)業(yè)化

 

　　高端工業(yè)機器人RV減速機攻關(guān)項目是要解決國產(chǎn)大負載減速機普遍存在的精度堅持性不足、可靠性低、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性和批量一致性差等問題?？蒲?、出產(chǎn)、運用“鐵三角”再度攜手，產(chǎn)業(yè)鏈上下流協(xié)同攻關(guān)。

 

　　秦川機床在打破中低端工業(yè)機器人量產(chǎn)瓶頸過程中，優(yōu)化了加工工藝、研制了專用設(shè)備、積累了產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗，為加快打破高端減速機產(chǎn)業(yè)化難題供給了基礎(chǔ)，此次作為工信部“一條龍”項目推動機構(gòu)負責(zé)產(chǎn)品規(guī)劃、規(guī)劃、實驗開發(fā)與改善等;其他參加單位例如寧夏大學(xué)、西交大等高?？蒲袌F隊負責(zé)理論研討、檢測設(shè)備研制;廣州數(shù)控、新松機器人自動化股份有限公司等負責(zé)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(zhàn)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(jié)攻關(guān)，項目設(shè)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(guī)模化制作要害難題，構(gòu)成批量化制作工藝技能規(guī)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(shù)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(shù)等功能指標，關(guān)于這部分內(nèi)容沒有公開的論文、專利等資料，寧夏大學(xué)機械工程學(xué)院副教授任重義自主創(chuàng)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(dǎo)致減速機無法安裝。經(jīng)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(chuàng)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(shù)，就能輸出擺線輪齒廓修形曲線、齒面接觸應(yīng)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(jié)高精度加工五大中心零件，“首先要進步機床功能和工藝設(shè)備的穩(wěn)定性，完結(jié)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(chǎn)業(yè)鏈“一條龍”的下流機器人運用企業(yè)，江文明說，會將樣機安裝在重載機器人上試用并反應(yīng)運用數(shù)據(jù)，在減速機的質(zhì)量優(yōu)化提高中提出具體需求。在后續(xù)研制對標國外的減速機新產(chǎn)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(chǎn)化，還應(yīng)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(chǎn)業(yè)鏈條中。江文明說，“其時轎車整車廠的焊裝、沖壓、噴涂工業(yè)機器人根本都是用進口品牌。樸實的商場驅(qū)動，關(guān)于整車廠運用自主品牌國產(chǎn)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(chǎn)業(yè)鏈互動，一起推動自主品牌國產(chǎn)工業(yè)機器人在轎車整車廠的運用。”