创新观察
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发展现状
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黄 磊
（河南工业和信息化职业学院）
1 引言
随着科学技术的迅猛发展，工业机器人在工业化生产中的应用越来越广泛，目前工业机器人在全球范围的技术已经越发成熟。我国自2013年起已经成为全球第一大工业机器人应用市场。工业机器人的三大核心部件分别是减速器、伺服电机和控制器，其中减速器是研发难度最大、成本比例最高的部件。减速器作为机器人最核心、成本占比最大、技术含量最高的纯机械精密零部件，其主要技术在于高精度数控机床、热处理和精密加工等工艺的应用。 2 工业机器人核心零部件——减速器的分类 光对鼠妇生活的影响
众所周知，机器人本体是工业机器人的机械主体，是用来完成各种作业的执行机构。它主要由机械臂、驱动装置、传动单元及内部传感器等部分组成。而工业机器人的传动单元驱动装置的受控运动必须通过传动单元带动机械臂产生运动，以精确的保证末端执行器所要求的位置、姿态和实现其运动。目前工业机器人广泛采用的机械传动元是减速器，它具有传动链短、体积小、功率大、质量轻和易于控制等特点。大量应用在美节型机器人上的减速器主要有两类：RV 减速器和谐波减速器。 2.1 ＲV 减速器 RV 减速器（如图1）传动是新兴起的一种传动，它是在传统针摆行星传动的基础上发展出来的，在克服一般针摆传动的缺点的基础上，具有较高的疲劳强度和刚度以及较长的寿命，且回差精度稳定的优点，因此高精度机器人传动多采用RV 减速器。RV 传动装置是由第一级渐开线圆柱齿轮行星减速机构和第二级摆线针轮行星减速机构两部分组成，其中RV 减速器主要由太阳轮、行星轮、转臂、转臂轴承、摆线轮、针齿、刚性盘与输出盘等零部件组成。在工业机器人的装置配置中，一般将RV 减速器放置在基
座、腰部、大臂等重负载位置。
图1 RV 减速器 图2 谐波减速器 2.2 谐波齿轮减速器
谐波齿轮减速器（如图2）是利用行星齿轮传动原理发展起来的一种新型减速器，通常由3个基本构件组成：波发生器、柔轮和刚轮。谐波齿轮减速器是依靠波发生器使柔轮产生可控弹性变形，并靠柔轮与刚轮啮合来传递运动和动力。谐波传动具有运动精度高，传动比大、质量小、体积小、较小的传动惯量等优点，尤其是能在密闭空间传递运动，这一点是其他任何机械传动无法实现的。其缺点为在谐波齿轮传动中柔轮每转发生两次椭圆变形，极易引起材料的疲劳损坏，损耗功率大。
初一数学奥赛题3 工业机器人核心零部件——减速器的发展现状
在目前减速器技术发展领域，日本凭借先发优势以及技术优势，取得了较高的市场份额，仅日本纳博特斯克和哈默纳科就占有全球减速器市场70%的市场份额。而我国减速器发展研究起步较晚，技术水平有限，但却具有强大的发展潜力。
修约值比较法3.1 RV 减速器发展现状
目前，日本纳博特斯克是RV 减速器的全球霸主，全球市场份额 60%以上。而国产RV 减速器接受度也在逐渐提高。国产RV 减速器国产技术现已破冰，突破了“工艺+设备”的核心难题，抓
住了中国本体产能扩张机遇，加快了应用迭代，突破了量产。从长远来看，国产RV 减速器有望打破日本企业垄断。 3.2 谐波减速器发展现状 近年来，受益于国家政策的鼓励，经过多年的投入和工艺积累，中国已有部分厂商具备量产能力来加工制造精密减速器，其中绿的谐波在2013年成为我国第一家量产谐波减速器的企业，这也代表着中国谐波减速器在世界上“突围成功”。与日本谐波减速器产品相比，我国绿的、来福谐波生产制造的谐波减速器产品价格要低50%左右。从长远来看，我国谐波减速器预计几年之内即
能大幅国产化。 4 国产化工业机器人精密减速器的发展前景 十年前，国产机器人基本没有产业化，主要是给外资做代理或者系统集成。而十年后的现在，中国已经成为全球最重要的机器人市场，并具备从产业链各个环节跟外资直接竞争的实力。目前，我国从上游核心零部件到中游本体再到下游系统集成，已经成为世界第三个具备机器人完整产业链的国家，而美国和德国均缺乏核心减速器企业。我国目前和日本、韩国等领先国家一样，处于机器智能向人工智能过渡阶段，在人工智能技术积累方面我
国也处于世界前列。 目前，我国工业机器人精密减速器的研究及发展方向主要有以下几方面：（1）
加强理论技术研究。通过修形增加啮合刚度，减小传动间隙，重点研究能够达到最佳技术指标的制造工艺和制造方法，逐步提高摆线轮的修形技术以及高精度摆线轮的制造技术。（2）开展减速器动力学研究。重点研究国内精密减速器静态回转精度小，动态回转精度大，且精度保持性差等问题的原因及优化方法。（3）加大制造装备投入，提高精密减速器的零部件精度，提升加工制造能力。（4）加强精密减速器检测能力建设。按照国家标准，建立工业机器人精密减速器检测中心，对机器人的
关键部件实施全面的性能检测和产品认证。通过检测结果分析，对产品设计方法和制造工艺提供改良建议，促进产品的技术更新。（5）加强与国外相关企业的沟通与交流，时刻关注国内外先进技术的发展方向，通过借鉴国外公司高效的生产模式经验，及时制定和调整发展目标和研发内容，引进立体仓库来优化生产空间布局，推进产品质量体系建设，根据检测需求设计满足要求的自动化测量工具，提高生产效率和产品合格率，以优化公司的生产管理体系。
5 结论
经过多年的研究攻关，我国工业机器人精密减速器在技术上取得了较大突破，在认识国内外产品关键技术指标的基础上，我国已经确定未来的研究方向和发展目标，主要从理论技术研究、针摆论的修形、精密制造工艺技术以及检测能力方面加大投入，实现工业机器人精密减速器的国产化和产业化。现在，我国工业机器人产业化发展的局面已逐渐形成，无论在政策层面还是技术层面，我国工业机器人核心零部件领域都迎来了空前的发展机遇。
总之，要想突破工业机器人减速器的壁垒，技术创新是关键。应当抛弃价格战、低端化的错误思维，集合政府、行业和企业三者之力，共同推进工业机器人减速器的发展。
参考文献
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刘绍棠文集[3]张若青，王聚.RV 减速器装配机器人系统设计[J]. 组合机床与自动化加工技术,2020(1).
[4]原誉桐，郑继贵，崔雪等.谐波减速器技术专利分析研究[J]. 军民两用技术与产品,2020(4).
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