
在关节型机器人中,RV减速器一般放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置,而谐波减速器用于放置在小臂、腕部或手部。谐波传动因其精度高、传动比大、承载能力高、体积小、重量轻、传动效率高、寿命长、传动平稳、无冲击及噪声小等诸多优势成为轻型机器人的核心精密功能部件。作为精密谐波传动装置的研发、设计和生产的高新技术企业,苏州绿的谐波减速器拥有14个系列近百种产品,可为轻载6关节机器人、SCARA水平关节机器人等提供完善的减速机解决方案。
在2014上海工博会的机器人展馆,苏州绿的谐波传动科技有限公司副总经理李谦先生描述了其产品的特别优势和技术突破:其一是承载扭矩超高,2倍于国内同类产品,极限载荷优于国外知名品牌;其二是体积小,重量轻,体积不到国内同类产品的1/2;其三是高效率、低背隙,可实现零误差精确传动,所有产品出厂背隙≤10Arc sec,空程误差≤30Arc sec;其四是超长工作寿命,极限载荷寿命是国外知名品牌的4倍以上;其五是可以获得超稳定的低频输出特性,特别适合于有精密点位控制要求和稳定性的焊接机器人使用。
李总进一步表示,其谐波的精度能保持与国际先进水平一致,在国外进行的精度寿命测试中,2万小时保持精度不变,而且使用寿命可达5~8年。究其原因,谐波传动的核心是齿形设计,绿的谐波齿形均为原创,技术获国家专利,拥有自主知识产权。在谐波减速器上,最核心的3大部件为刚轮、柔轮和波发生器,而柔轮是谐波技术的关键,从以往的经验看,谐波减速器的损坏70%以上都集中在柔轮上,而现在绿的谐波则很好的解决了这一障碍性难题,绿的谐波之所以寿命已超过国外同类产品,因为其把柔轮的寿命提升上来。这个研发的时间是漫长的,从2003年研发到2010年才出样机,花了大量的时间,并通过自己研发的数学模型来解决这一关键技术。
在研发上,绿的公司跳出了传统上以Willis定理为基础的渐开线齿轮设计,应用全新的齿形设计理论,设计出非共轭的谐波啮合齿形,可以在大幅提高谐波减速器使用寿命的前提下,提高其输出效率和扭矩承受能力。与国外同类产品齿形比较,全新的谐波啮合齿形“P型齿”克服了以往谐波啮合齿形的缺点,通过一系列创新性的改进措施,能极大提高柔轮的使用寿命。绿的谐波减速器经江苏省减速机产品质量监督检验中心和多家知名机器人制造商测试、检定,被认为“在关键技术指标上与国外同类知名品牌产品基本一致,并在效率、噪声、保持电流、过载寿命和价格上具有明显优势”。
“我们产品制造的成本远低于国外,常规产品的交货期可控制在4周以内,完全可满足机器人厂商的要求,我们的用户数量已达300家。”李总补充说,“我们的产品有90%应在机器人上,除价格优势外,产能已经上来,目前能年产能2万台,3个月内可提高至5万台。谐波机器人还可应用在汽车、3C、金属加工及食品包装等行业。近年来,运用谐波减速器的小型机器人得到迅猛发展,如库卡推出的新品机器人要用到7个谐波减速器,ABB的双臂机器人更多的用到14个谐波减速器,这样看来谐波减速器的市场前景明显扩大。”
为迎接未来挑战,绿的谐波已经开始现代工厂的自动化改造,已建2条生产线全部改用机器人来生产产品,下一步规划是拟建数字化无人工厂,一是保证产品品质稳定,减少人为干预;二是可以进行生产批量复制,快速提高产能。李总表示,绿的谐波还要准备上第三条生产线,计划3~5年完成工厂的全部数字化改造,公司自行开发了ERP系统,可独立支持数字化工厂管理。
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