國(guó)產(chǎn)RV減速機(jī)是如何“加速”的

 

　　雖然不計(jì)本錢(qián)研制出產(chǎn)出了樣品，到達(dá)了863方案項(xiàng)目要求的工藝指標(biāo)，但離大批量出產(chǎn)要求的低本錢(qián)、一致性、穩(wěn)定性等還有技能方面的短板

 

　　“RV減速機(jī)占有工業(yè)機(jī)器人本錢(qián)的30%。咱們之前從日本進(jìn)口減速機(jī)價(jià)格昂貴，現(xiàn)在用秦川機(jī)床制作的減速機(jī)，功能指標(biāo)差不多，價(jià)格能下降三分之一，這就將國(guó)外公司的同類型減速機(jī)產(chǎn)品從暴利打成了薄利。”

 

　　秦川機(jī)床聯(lián)合上下流單位，方案兩年內(nèi)霸占高端RV減速機(jī)規(guī)?；谱饕﹄y題，加快國(guó)產(chǎn)代替進(jìn)程?，F(xiàn)在這一項(xiàng)目已完結(jié)圖紙和工藝規(guī)劃，確認(rèn)了結(jié)構(gòu)、零件尺度、精度要求，后續(xù)進(jìn)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(chē)整車(chē)制作廠房里，什么時(shí)候才干看到自主品牌國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人?”這是廣州數(shù)控設(shè)備有限公司(下稱廣州數(shù)控)機(jī)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(guó)是年運(yùn)用機(jī)器人數(shù)量最多的國(guó)家，但高端工業(yè)機(jī)器人運(yùn)用的首要場(chǎng)景——整車(chē)廠里，以往卻鮮見(jiàn)國(guó)產(chǎn)高端工業(yè)機(jī)器人身影。沖壓、焊接、噴涂等高端工業(yè)機(jī)器人，根本依靠進(jìn)口。

 

　　擺脫進(jìn)口依靠的要害，是要完結(jié)高端工業(yè)機(jī)器人中心零部件國(guó)產(chǎn)化，例如RV減速機(jī)。減速機(jī)的功能是將電機(jī)的高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)需求的低轉(zhuǎn)速，越是高精度、高可靠性、大負(fù)載多關(guān)節(jié)的高端工業(yè)機(jī)器人，對(duì)減速機(jī)精度的要求越高。其時(shí)，我國(guó)現(xiàn)已完結(jié)中低端RV減速機(jī)國(guó)產(chǎn)化，但高端RV減速機(jī)仍需進(jìn)口。

 

　　瞄準(zhǔn)進(jìn)步國(guó)產(chǎn)中心零部件質(zhì)量穩(wěn)定性、可靠性，2021年以來(lái)，工業(yè)和信息化部等部分力推上下流聯(lián)合攻關(guān)，推動(dòng)補(bǔ)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(jī)器人RV減速機(jī)列入16個(gè)要點(diǎn)產(chǎn)品、工藝“一條龍”運(yùn)用演示項(xiàng)目目錄中，張榜求賢。

 

　　秦川機(jī)床東西集團(tuán)股份公司(下稱秦川機(jī)床)聯(lián)合上下流單位揭榜，合作攻關(guān)高端工業(yè)機(jī)器人RV減速機(jī)。“咱們方案兩年內(nèi)霸占規(guī)?；谱饕﹄y題，加快國(guó)產(chǎn)代替進(jìn)程。”秦川機(jī)床全資子公司陜西秦川高精傳動(dòng)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(xiàng)目現(xiàn)已完結(jié)RV減速機(jī)的圖紙和工藝規(guī)劃，確認(rèn)了結(jié)構(gòu)、零件尺度、精度要求，后續(xù)進(jìn)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(guó)家863方案項(xiàng)目——機(jī)器人用RV減速機(jī)研制，秦川機(jī)床聯(lián)合相關(guān)院?？蒲袌F(tuán)隊(duì)在20年前就完結(jié)了RV減速機(jī)的技能打破，2014年開(kāi)啟產(chǎn)業(yè)化，2020年完結(jié)中低端減速機(jī)的規(guī)模化出產(chǎn)。在前期技能和工藝積累下，要在兩年時(shí)刻完結(jié)高端RV減速機(jī)從圖紙到制作的打破，需求破解哪些難題?在機(jī)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(jī)床的機(jī)器人RV減速機(jī)制作車(chē)間，一個(gè)被拆解開(kāi)的RV減速機(jī)陳列在展柜內(nèi)，十多個(gè)零部件展現(xiàn)了其雜亂的工藝。“每個(gè)零部件都能按原樣造出來(lái)，但由于存在差錯(cuò)很難組裝到一起，即便組裝到一起也很難到達(dá)精度要求。”秦川機(jī)床RV減速機(jī)研制團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人陳華平介紹。

 

　　在減速機(jī)家族的上百種不同類型中，RV減速機(jī)是一種有五大類要害零件的雜亂齒輪傳動(dòng)部件。為打破日本納博特斯克等企業(yè)對(duì)RV減速機(jī)的技能獨(dú)占，上世紀(jì)末，秦川機(jī)床與大連交通大學(xué)聯(lián)合承擔(dān)了國(guó)家863方案項(xiàng)目——機(jī)器人用RV減速機(jī)研制，研制出了我國(guó)第一臺(tái)RV250AⅡ減速機(jī)，并于1999年經(jīng)過(guò)了國(guó)家863方案智能機(jī)器人主題專家組的鑒定。

 

　　但這只解決了國(guó)產(chǎn)RV減速機(jī)的有無(wú)。陳華平介紹，“經(jīng)過(guò)參加863方案進(jìn)行前瞻性研討，秦川機(jī)床運(yùn)用本身機(jī)床在高精度加工和高精度安裝的優(yōu)勢(shì)，采用精細(xì)定制精細(xì)工裝，打通了RV減速機(jī)單件零件加工、丈量、整機(jī)安裝的技能瓶頸。”此次研制出產(chǎn)出的樣品，到達(dá)了863方案項(xiàng)目要求的工藝指標(biāo)，但離大批量出產(chǎn)要求的低本錢(qián)、一致性、穩(wěn)定性等還有技能方面的短板。

 

　　賀民安說(shuō)，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(jī)在從圖紙變成什物后就一直被塵封在倉(cāng)庫(kù)之中。

 

　　“其時(shí)國(guó)內(nèi)也缺少高端工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)用環(huán)境，減速機(jī)沒(méi)有進(jìn)一步的研制需求。日本、德國(guó)等較早完結(jié)工業(yè)化升級(jí)的國(guó)家因其豐厚的工業(yè)運(yùn)用場(chǎng)景，先于我國(guó)在工業(yè)機(jī)器人范疇有了原始積累，RV減速機(jī)技能專利也多由日、德等公司獨(dú)占。”賀民安說(shuō)。

 

　　優(yōu)化要害加工工藝完結(jié)中低端國(guó)產(chǎn)代替

 

　　2010年前后，國(guó)內(nèi)一些工廠逐步呈現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人運(yùn)用場(chǎng)景，開(kāi)端從國(guó)外進(jìn)口機(jī)器人產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)一些工業(yè)機(jī)器人企業(yè)看到商機(jī)，針對(duì)減速機(jī)高精度要求及批量化出產(chǎn)的難點(diǎn)，加足馬力攻關(guān)減速機(jī)產(chǎn)業(yè)化難題。

 

　　2009年，秦川機(jī)床從產(chǎn)品功能、可靠性等方面對(duì)RV250AⅡ減速機(jī)做了新的規(guī)劃和改善，開(kāi)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(kāi)端為一些公司供給實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。

 

　　2014年開(kāi)端，秦川機(jī)床加快推動(dòng)對(duì)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(jī)床、擺線輪等分孔精加工配備，到達(dá)了出產(chǎn)中低端RV減速機(jī)的需求;為進(jìn)步減速機(jī)零件的出產(chǎn)功率，秦川機(jī)床不斷改善工裝夾具功能以確保加工精度，由開(kāi)端手動(dòng)裝夾夾具升級(jí)為液壓或氣動(dòng)自動(dòng)裝夾夾具，部分工裝夾具還采用了電磁夾具，運(yùn)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(jìn)步。

 

　　2017年，秦川機(jī)床現(xiàn)已可以批量產(chǎn)出小標(biāo)準(zhǔn)低負(fù)載為主的減速機(jī)，并于2020年末開(kāi)端量產(chǎn)，產(chǎn)品首要運(yùn)用于碼垛、搬運(yùn)、石材切開(kāi)等中低端工業(yè)機(jī)器人范疇。

 

　　走進(jìn)秦川機(jī)床的機(jī)器人RV減速機(jī)制作車(chē)間，記者看到組裝好的減速機(jī)正在等待測(cè)驗(yàn)，內(nèi)容包含傳動(dòng)鏈差錯(cuò)、回差、齒隙、改變剛性、彎矩剛性、無(wú)負(fù)載啟動(dòng)力矩、功率、噪音等影響機(jī)器人作業(yè)效能的多項(xiàng)指標(biāo)。在一臺(tái)臺(tái)測(cè)驗(yàn)設(shè)備上，“西安交通大學(xué)”的校名、?；涨逦梢?jiàn)，表明了檢測(cè)設(shè)備的來(lái)歷。

 

　　“中心基礎(chǔ)零部件的研制，歷來(lái)不是一家企業(yè)單打獨(dú)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(shuō)。

 

　　2013年開(kāi)端，西交大科研團(tuán)隊(duì)就與秦川機(jī)床合作研制減速機(jī)檢測(cè)配備。“曾經(jīng)小批量制作RV減速機(jī)是送到檢驗(yàn)部分抽檢，但是規(guī)?；霎a(chǎn)需求全檢，要求速度快，就需求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。咱們依據(jù)秦川機(jī)床的需求，研制了系列在線在位檢測(cè)設(shè)備。”西交大機(jī)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(yùn)用場(chǎng)景以及運(yùn)用信息反應(yīng)，不斷推動(dòng)產(chǎn)品功能改善。“沒(méi)有運(yùn)用場(chǎng)景就難以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要完結(jié)進(jìn)口代替有必要要有用戶驗(yàn)證。”賀民安說(shuō)。

 

　　“咱們機(jī)器人制作企業(yè)有強(qiáng)烈的國(guó)產(chǎn)代替需求。”江文明告知記者，當(dāng)2014年秦川機(jī)床開(kāi)發(fā)出小標(biāo)準(zhǔn)低負(fù)載RV減速機(jī)樣機(jī)時(shí)，廣州數(shù)控助力其做了樣機(jī)的運(yùn)用驗(yàn)證，并進(jìn)行了為期兩三年的測(cè)驗(yàn)。2017年秦川機(jī)床的部分減速機(jī)產(chǎn)品老練面市，廣州數(shù)控每年收購(gòu)近千臺(tái)，完結(jié)了國(guó)產(chǎn)中低端工業(yè)機(jī)器人中心零部件的進(jìn)口代替。

 

　　“RV減速機(jī)占有工業(yè)機(jī)器人本錢(qián)的30%。咱們之前從日本進(jìn)口減速機(jī)價(jià)格昂貴，現(xiàn)在用秦川機(jī)床制作的減速機(jī)，功能指標(biāo)差不多，價(jià)格能下降三分之一，這就將國(guó)外公司的同類型減速機(jī)產(chǎn)品從暴利打成了薄利。”江文明說(shuō)。

 

　　秦川機(jī)床出產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人RV減速機(jī)(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(jī)器人RV減速機(jī)攻關(guān)項(xiàng)目是要解決國(guó)產(chǎn)大負(fù)載減速機(jī)普遍存在的精度堅(jiān)持性不足、可靠性低、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性和批量一致性差等問(wèn)題。科研、出產(chǎn)、運(yùn)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(jī)床在打破中低端工業(yè)機(jī)器人量產(chǎn)瓶頸過(guò)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(yàn)，為加快打破高端減速機(jī)產(chǎn)業(yè)化難題供給了基礎(chǔ)，此次作為工信部“一條龍”項(xiàng)目推動(dòng)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)產(chǎn)品規(guī)劃、規(guī)劃、實(shí)驗(yàn)開(kāi)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(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)理論研討、檢測(cè)設(shè)備研制;廣州數(shù)控、新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司等負(fù)責(zé)演示運(yùn)用。

 

　　高端減速機(jī)對(duì)精度要求極高，為到達(dá)減速機(jī)的傳動(dòng)精度，需求戰(zhàn)勝兩個(gè)難點(diǎn)，一是對(duì)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(cuò)。

 

　　記者采訪了解到，為完結(jié)攻關(guān)，項(xiàng)目設(shè)立了三大首要目標(biāo)：建立RV減速機(jī)自動(dòng)修形的理論及辦法;霸占規(guī)?；谱饕﹄y題，構(gòu)成批量化制作工藝技能規(guī)范;下降高端RV減速機(jī)傳動(dòng)差錯(cuò)，在堅(jiān)持高精度輸出情況下均勻額外壽數(shù)到達(dá)6000小時(shí)，到達(dá)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

 

　　擺線輪齒廓修形辦法直接影響減速機(jī)的傳動(dòng)精度、承載才能、運(yùn)用壽數(shù)等功能指標(biāo)，關(guān)于這部分內(nèi)容沒(méi)有公開(kāi)的論文、專利等資料，寧夏大學(xué)機(jī)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(dòng)修形辦法，能同時(shí)進(jìn)步減速機(jī)的傳動(dòng)精度和承載才能。“減速機(jī)的每個(gè)零件加工出來(lái)都會(huì)有差錯(cuò)，假如擺線輪齒廓不修形，將導(dǎo)致減速機(jī)無(wú)法安裝。經(jīng)過(guò)齒廓修形，可保證零件存在差錯(cuò)時(shí)仍能安裝組成減速機(jī)。咱們自主創(chuàng)新編寫(xiě)了一套軟件，針對(duì)不同類型減速機(jī)，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(dòng)精度曲線，供用戶檢查及校核。”任重義告知記者。

 

　　對(duì)秦川機(jī)床來(lái)說(shuō)，要完結(jié)高精度加工五大中心零件，“首先要進(jìn)步機(jī)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(duì)各零件特點(diǎn)研制快速、可靠的工裝夾具，例如高自動(dòng)化和高智能化的工裝夾具。”賀民安說(shuō)。

 

　　作為參加產(chǎn)業(yè)鏈“一條龍”的下流機(jī)器人運(yùn)用企業(yè)，江文明說(shuō)，會(huì)將樣機(jī)安裝在重載機(jī)器人上試用并反應(yīng)運(yùn)用數(shù)據(jù)，在減速機(jī)的質(zhì)量?jī)?yōu)化提高中提出具體需求。在后續(xù)研制對(duì)標(biāo)國(guó)外的減速機(jī)新產(chǎn)品時(shí)，兩邊也將一起把需求分解到減速機(jī)研制的具體技能點(diǎn)中。

 

　　加快高端配備制作的國(guó)產(chǎn)化，還應(yīng)在更長(zhǎng)的鏈條中進(jìn)行“一條龍”演示，將更下流的轎車(chē)整車(chē)廠納入到產(chǎn)業(yè)鏈條中。江文明說(shuō)，“其時(shí)轎車(chē)整車(chē)廠的焊裝、沖壓、噴涂工業(yè)機(jī)器人根本都是用進(jìn)口品牌。樸實(shí)的商場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，關(guān)于整車(chē)廠運(yùn)用自主品牌國(guó)產(chǎn)機(jī)器人并沒(méi)有很大的動(dòng)力。期望政府可以供給渠道，加強(qiáng)兩邊認(rèn)知、產(chǎn)業(yè)鏈互動(dòng)，一起推動(dòng)自主品牌國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人在轎車(chē)整車(chē)廠的運(yùn)用。”