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江苏泰隆减速机为机器人国产化攻坚克难!

2015-5-22 14:48:07      点击:

      工业机器人的研发、制造与运用,是衡量一个国家科技创新和高端制造实力与水平的重要标志。今年两会期间,国务院提出“中国制造2025”发展战略,要求以信息化与工业化深度融合为主线,重点发展机器人、新一代信息产业、高端数控机床等十大领域,工业机器人作为影响和应用于其他领域的主导产品,被列为十大领域之首。 
  突破国际技术壁垒 
  日前,江苏泰隆集团与重庆大学机械传动国家重点实验室历经4年之久的攻坚克难,突破了日本、捷克等国外技术垄断,攻克RV机器人用减速器国际技术壁垒,自主研发出摆线针轮减速器、谐波减速器、轮边马达减速器、摆线钢球减速器等四款高精密减速器,实现了国产机器人用精密减速机国产化的重大突破。 
  泰隆摆线包络精密减速器的研发,是基于摆线针轮行星机械传动设计原理,建立了摆线包络、行星传动的啮合基础理论,选择采用渐开线圆柱齿轮行星减速机与摆线包络减速机二级减速结构,大幅度提高了减速机的制造精度、传动效率、传感扭矩与承载力,减少机体体积和重量,降低制造成本,提高国产减速器在国内外机器人领域的配套率。 
  该产品获授权专利13件,其中国际发明专利1件(美国),国内发明专利6件,新型实用专利6件,被列入国家863计划项目,国家科技支撑项目和国家自然科学基金等重点扶持项目。目前,该产品已完成了机体理论结构设计、加工制造、性能测试、成套技术实验室验证与批量生产考核,产品经重庆某科研机构高精密五轴喷涂机器人多关节驱动系统实际应用,并通过了国内权威专家组的科技成果鉴定,确认总体技术水平国内领先,核心技术达国际同类产品先进水平。 
  机器人用精密减速器是工业机器人中最关键的功能部件,目前国际机器人所配套的减速器中,RV减速器的占比70%以上,谐波减速器的占比20%左右,RV减速器成为制约全球机器人发展的核心部件。 
  据泰隆集团副总经理、机器人项目总负责人黄留生介绍,泰隆摆线包络精密减速器的核心技术是基于机器人用减速器的传动精度设计、给定啮合间隙的摆线齿轮与双圆弧内齿轮啮合构件以及减速机支撑体滚道、齿轮零件滚道与滚子一体化的轴承结构和新型摆线包络行星传动机构一体化的创新理论与成果。该产品作用于机器人的移动机座、运行大臂、代步行走、重载旋转、智能转换等关节部位,广泛配套应用于航天航空、国防军工、电子电气、化工塑胶、医疗器械等国民经济领域机器人的智能型切割、焊接、喷涂、包装、搬运、码垛等高科技、高难度、高效率作业。 
  为机器人产业化攻坚克难 
  工业机器人的关键部件主要由减速器、伺服电机及控制系统三大核心部件组成,三大部件制造成本的占比分别为39%、28%、22%,其中关键部件减速器的制造成本占机器人总成本的近40%。长期以来,我国机器人一直受制于发达国家,主要是关键部件由美国、德国、日本、捷克等国家掌控,导致我国高端装备制造领域机器人核心部件基本依赖于进口。 
  作为机器人核心部件的减速器,一直是制约我国工业机器人发展的瓶颈。据国家权威部门预测,一台通用机器人需要配套高精密减速器4~6套,按照每台配置4.5套减速器计算,2015~2018年我国工业机器人对减速器的新增需求量依次将达到23.6万、29.6万、36.9万和46.2万套。此外,对于国内市场保有的工业机器人按一般使用寿命8~10年计算,未来国内对于精密减速器的市场需求将超过100万台,年市场销售额将突破100亿元以上。
  面对现代装备制造业在全球经济竞争中对机器人产业的高度依赖和国外机器人产业突飞猛进的发展态势,江苏泰隆集团董事长殷根章早在“十二五”初期,就提出了发展机器人减速器的远大设想。泰隆选择在我国机械传动领域有深厚研发基础和创新能力的重庆大学机械传动国家重点实验室作技术依托单位。通过产学研联合,致力于智能机器人减速器的开发研制,通过四年多的广泛交流与深度谋合,博采国际先进制造技术之长,进行了多层面的理论研究和工艺、技术、材料以及加工、检测设备的开拓型思维和创新型实践。如今他们已突破了摆线包络精密减速器的设计理论与方法,整体攻克了机器人减速器高精密成套加工设备与高性能检测设备应用难关,系统有效地提高了精密减速器的传动效率、传动精度、扭转刚度与回差精度的综合性能。
  打造产业配套基地
  “机器人产业涵盖工业机器人、清净机器人、移动机器人、服务机器人、特种机器人等各个领域,将成为经济社会各领域稳健发展的主推手。”泰隆集团总经理殷爱国向中国工业报记者介绍,泰隆开发高端减速器的立足点,一是突破国产减速机制造技术瓶颈,推进高精密减速机国产化,提升我国高端减速器产业的开发、制造、加工、检测整体技术水平。二是打破发达国家在精密机械制造领域的市场垄断,为我国减速机产业提供优质价廉的高精密装备,提升我国机器人产业的国际竞争力,并实现国际市场的突围。三是通过机器人减速机的开发研制,为我国航天航空、国防军工、交通运输等国民经济重点领域的智能化发展提供传动技术保障,推动和促进我国高精密机械制造领域转型升级和创新发展。
  虽然在技术创新上取得了很大成绩,殷爱国也同时表示,泰隆国内率先开发研制的高端机器人减速器目前仍属于起步阶段,其产品的综合性能和企业的装备能力距国际先进水平还有较大差距,产品的持续改进与升级还有较大空间。 
  为了赶超国际先进水平,在技术上,泰隆将进一步密切与科研机构的合作,加强和延伸精密减速器的设计、制造、测试与试验等方面的基础工作,着力提高精密减速器产业化过程的工艺与质量,突破批量制造过程中产品可靠性和一致性关键技术。加大精密减速器精度设计、可靠性设计基础理论和方法研究的力度,进一步开发高效、智能化产品的性能检测设备,为不断提升国产机器人减速器的高精密度、高载荷力和高可靠性提供理论依据与技术支持。 
  进一步完善企业基础设施建设。泰隆将加速推进偏心轴类零件加工生产线、针齿壳类零件加工生产线、摆线轮类零件加工生产线、行星架类零件加工生产线、齿轮类零件加工生产线和产品装配、检测加工生产线等六大重点生产领域的建设速度;在备料、粗加工、热处理和半精加工等生产领域,充分利用现有生产与检测设备,以期加速产业化进程,减少项目重复投入。 
  选准市场定位,开创产业化新局面。面对我国机器人应用高速增长,但国产机器人市场却处于边缘化的现状,泰隆制定出立足国内、着眼国外的双轨制营销模式。在国内市场,通过广州启帆、长沙长泰、沈阳新松、苏州博特、珠海格力等国内机器人制造重要客户的示范作用,带动现有潜在客户,努力提升机器人国产化的配套比例;在国外市场,他们将致力于调整外贸渠道,着眼于开拓澳大利亚、新西兰及欧美市场。
  殷爱国表示,泰隆高端机器人产业化项目的实施,将在国家层面、科研层面和市场层面的合力推动下,奠定在国内摆线包络精密减速器领域的龙头地位。项目全部达产后,预计将占国内机器人精密减速器市场的30%,占全球精密减速器市场的5%以上。 
  据悉,5月19~21日,泰隆将携自主研发的摆线包络精密减速器、谐波减速器、摆线钢球减速器、轮边马达减速器等四款高精密减速器亮相上海国际齿轮传动装备展会,与国际高端机器人减速装置同台竞技。