国产RV减速机是如何“加速”的

 

　　虽然不计本钱研制出产出了样品，到达了863方案项目要求的工艺指标，但离大批量出产要求的低本钱、一致性、稳定性等还有技能方面的短板

 

　　“RV减速机占有工业机器人本钱的30%。咱们之前从日本进口减速机价格昂贵，现在用秦川机床制作的减速机，功能指标差不多，价格能下降三分之一，这就将国外公司的同类型减速机产品从暴利打成了薄利。”

 

　　秦川机床联合上下流单位，方案两年内霸占高端RV减速机规模化制作要害难题，加快国产代替进程。现在这一项目已完结图纸和工艺规划，确认了结构、零件尺度、精度要求，后续进行新品试制，将图纸转化为什物

 

　　文|《眺望》新闻周刊记者扈永顺郑昕

 

　　“在轿车整车制作厂房里，什么时候才干看到自主品牌国产工业机器人?”这是广州数控设备有限公司(下称广州数控)机械研制一室常务副主任江文明近期常与同行讨论的话题。

 

　　中国是年运用机器人数量最多的国家，但高端工业机器人运用的首要场景——整车厂里，以往却鲜见国产高端工业机器人身影。冲压、焊接、喷涂等高端工业机器人，根本依靠进口。

 

　　摆脱进口依靠的要害，是要完结高端工业机器人中心零部件国产化，例如RV减速机。减速机的功能是将电机的高转速转换为机械臂运动需求的低转速，越是高精度、高可靠性、大负载多关节的高端工业机器人，对减速机精度的要求越高。其时，我国现已完结中低端RV减速机国产化，但高端RV减速机仍需进口。

 

　　瞄准进步国产中心零部件质量稳定性、可靠性，2021年以来，工业和信息化部等部分力推上下流联合攻关，推动补齐中心元器件、加工工艺等短板。

 

　　2022年末，工业和信息化部将霸占高端工业机器人RV减速机列入16个要点产品、工艺“一条龙”运用演示项目目录中，张榜求贤。

 

　　秦川机床东西集团股份公司(下称秦川机床)联合上下流单位揭榜，合作攻关高端工业机器人RV减速机。“咱们方案两年内霸占规模化制作要害难题，加快国产代替进程。”秦川机床全资子公司陕西秦川高精传动科技有限公司总经理贺民安告知《眺望》新闻周刊记者，现在这一项目现已完结RV减速机的图纸和工艺规划，确认了结构、零件尺度、精度要求，后续进行新品试制，将图纸转化成为什物。

 

　　记者采访了解到，由于承担国家863方案项目——机器人用RV减速机研制，秦川机床联合相关院校科研团队在20年前就完结了RV减速机的技能打破，2014年开启产业化，2020年完结中低端减速机的规模化出产。在前期技能和工艺积累下，要在两年时刻完结高端RV减速机从图纸到制作的打破，需求破解哪些难题?在机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产业化

 

　　在秦川机床的机器人RV减速机制作车间，一个被拆解开的RV减速机陈列在展柜内，十多个零部件展现了其杂乱的工艺。“每个零部件都能按原样造出来，但由于存在差错很难组装到一起，即便组装到一起也很难到达精度要求。”秦川机床RV减速机研制团队负责人陈华平介绍。

 

　　在减速机家族的上百种不同类型中，RV减速机是一种有五大类要害零件的杂乱齿轮传动部件。为打破日本纳博特斯克等企业对RV减速机的技能独占，上世纪末，秦川机床与大连交通大学联合承担了国家863方案项目——机器人用RV减速机研制，研制出了我国第一台RV250AⅡ减速机，并于1999年经过了国家863方案智能机器人主题专家组的鉴定。

 

　　但这只解决了国产RV减速机的有无。陈华平介绍，“经过参加863方案进行前瞻性研讨，秦川机床运用本身机床在高精度加工和高精度安装的优势，采用精细定制精细工装，打通了RV减速机单件零件加工、丈量、整机安装的技能瓶颈。”此次研制出产出的样品，到达了863方案项目要求的工艺指标，但离大批量出产要求的低本钱、一致性、稳定性等还有技能方面的短板。

 

　　贺民安说，由于缺少高可靠性、高精度、高功率的工艺配备，缺少批量化出产用的工装和丈量设备等，RV减速机在从图纸变成什物后就一直被尘封在仓库之中。

 

　　“其时国内也缺少高端工业机器人的运用环境，减速机没有进一步的研制需求。日本、德国等较早完结工业化升级的国家因其丰厚的工业运用场景，先于我国在工业机器人范畴有了原始积累，RV减速机技能专利也多由日、德等公司独占。”贺民安说。

 

　　优化要害加工工艺完结中低端国产代替

 

　　2010年前后，国内一些工厂逐步呈现了工业机器人运用场景，开端从国外进口机器人产品。国内一些工业机器人企业看到商机，针对减速机高精度要求及批量化出产的难点，加足马力攻关减速机产业化难题。

 

　　2009年，秦川机床从产品功能、可靠性等方面对RV250AⅡ减速机做了新的规划和改善，开发了加工需求的要害设备，尤其完善了相应的工装夹具，规划、制作了特别的刀具，开端为一些公司供给实验样机。

 

　　2014年开端，秦川机床加快推动对五大类要害零件的加工工艺优化，研制了包括偏心轴磨床、针齿壳磨床、摆线齿精加工机床、摆线轮等分孔精加工配备，到达了出产中低端RV减速机的需求;为进步减速机零件的出产功率，秦川机床不断改善工装夹具功能以确保加工精度，由开端手动装夹夹具升级为液压或气动自动装夹夹具，部分工装夹具还采用了电磁夹具，运用电磁吸力将金属零件固定，有用操控零件的装夹变形，与一般工装夹具比较，功率与精度大幅进步。

 

　　2017年，秦川机床现已可以批量产出小标准低负载为主的减速机，并于2020年末开端量产，产品首要运用于码垛、搬运、石材切开等中低端工业机器人范畴。

 

　　走进秦川机床的机器人RV减速机制作车间，记者看到组装好的减速机正在等待测验，内容包含传动链差错、回差、齿隙、改变刚性、弯矩刚性、无负载启动力矩、功率、噪音等影响机器人作业效能的多项指标。在一台台测验设备上，“西安交通大学”的校名、校徽清晰可见，表明了检测设备的来历。

 

　　“中心基础零部件的研制，历来不是一家企业单打独斗就能成功的，而是需求上下流单位联合攻关。”贺民安说。

 

　　2013年开端，西交大科研团队就与秦川机床合作研制减速机检测配备。“曾经小批量制作RV减速机是送到检验部分抽检，但是规模化出产需求全检，要求速度快，就需求进行现场检测。咱们依据秦川机床的需求，研制了系列在线在位检测设备。”西交大机械工程学院教授李兵告知记者。

 

　　下流企业供给的丰厚运用场景以及运用信息反应，不断推动产品功能改善。“没有运用场景就难以发现问题，要完结进口代替有必要要有用户验证。”贺民安说。

 

　　“咱们机器人制作企业有强烈的国产代替需求。”江文明告知记者，当2014年秦川机床开发出小标准低负载RV减速机样机时，广州数控助力其做了样机的运用验证，并进行了为期两三年的测验。2017年秦川机床的部分减速机产品老练面市，广州数控每年收购近千台，完结了国产中低端工业机器人中心零部件的进口代替。

 

　　“RV减速机占有工业机器人本钱的30%。咱们之前从日本进口减速机价格昂贵，现在用秦川机床制作的减速机，功能指标差不多，价格能下降三分之一，这就将国外公司的同类型减速机产品从暴利打成了薄利。”江文明说。

 

　　秦川机床出产的工业机器人RV减速机(2023年4月19日摄)受访者供图

 

　　上下流紧密合作加快产业化

 

　　高端工业机器人RV减速机攻关项目是要解决国产大负载减速机普遍存在的精度坚持性不足、可靠性低、运转平稳性和批量一致性差等问题。科研、出产、运用“铁三角”再度携手，产业链上下流协同攻关。

 

　　秦川机床在打破中低端工业机器人量产瓶颈过程中，优化了加工工艺、研制了专用设备、积累了产业化经验，为加快打破高端减速机产业化难题供给了基础，此次作为工信部“一条龙”项目推动机构负责产品规划、规划、实验开发与改善等;其他参加单位例如宁夏大学、西交大等高校科研团队负责理论研讨、检测设备研制;广州数控、新松机器人自动化股份有限公司等负责演示运用。

 

　　高端减速机对精度要求极高，为到达减速机的传动精度，需求战胜两个难点，一是对摆线轮齿廓精确修形，二是高精度加工五大中心零件以削减差错。

 

　　记者采访了解到，为完结攻关，项目设立了三大首要目标：建立RV减速机自动修形的理论及办法;霸占规模化制作要害难题，构成批量化制作工艺技能规范;下降高端RV减速机传动差错，在坚持高精度输出情况下均匀额外寿数到达6000小时，到达国际标准。

 

　　摆线轮齿廓修形办法直接影响减速机的传动精度、承载才能、运用寿数等功能指标，关于这部分内容没有公开的论文、专利等资料，宁夏大学机械工程学院副教授任重义自主创新提出了一种摆线轮齿廓自动修形办法，能同时进步减速机的传动精度和承载才能。“减速机的每个零件加工出来都会有差错，假如摆线轮齿廓不修形，将导致减速机无法安装。经过齿廓修形，可保证零件存在差错时仍能安装组成减速机。咱们自主创新编写了一套软件，针对不同类型减速机，只要输入根本参数，就能输出摆线轮齿廓修形曲线、齿面接触应力曲线、回差及传动精度曲线，供用户检查及校核。”任重义告知记者。

 

　　对秦川机床来说，要完结高精度加工五大中心零件，“首先要进步机床功能和工艺设备的稳定性，完结高精度摆线轮等零件的制作;其次针对各零件特点研制快速、可靠的工装夹具，例如高自动化和高智能化的工装夹具。”贺民安说。

 

　　作为参加产业链“一条龙”的下流机器人运用企业，江文明说，会将样机安装在重载机器人上试用并反应运用数据，在减速机的质量优化提高中提出具体需求。在后续研制对标国外的减速机新产品时，两边也将一起把需求分解到减速机研制的具体技能点中。

 

　　加快高端配备制作的国产化，还应在更长的链条中进行“一条龙”演示，将更下流的轿车整车厂纳入到产业链条中。江文明说，“其时轿车整车厂的焊装、冲压、喷涂工业机器人根本都是用进口品牌。朴实的商场驱动，关于整车厂运用自主品牌国产机器人并没有很大的动力。期望政府可以供给渠道，加强两边认知、产业链互动，一起推动自主品牌国产工业机器人在轿车整车厂的运用。”