目前应用于机器人领域的减速机主要有两种,一种是RV减速器,另一种是谐波减速器。在关节型机器人中,由于RV减速器具有更高的刚度和回转精度,一般将RV减速器放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置,而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部。对于高精度机器人减速器,日本具备绝对领先优势,目前全球机器人行业75%的精密减速机被日本的Nabtesco和Harmonic Drive两家垄断(业界俗称RV减速机和谐波减速机),包括ABB、FANUC、KUKA等国际主流机器人厂商的减速器均由上述两家公司提供。其中Harmonic Drive在工业机器人关节领域拥有15%的市场占有率。
相对高精度RV减速机而言,国内谐波减速机研究、产业化有所看点,尽管与日本产品在输入转速、传动精度、传动效率等方面存在较大差距,但国内已有可替代产品,如北京谐波传动所、苏州绿的、中技克美等,目前中技克美对国内部分整机厂家(如广州数控)提供产品。
在经济转型升级和我国人口老龄化进程日益加快的情况下,机器人产业的发展迎来一个需求快速发展的阶段。据机器人产业研究专家罗百辉介绍,2013年中国市场共销售工业机器人近3.7万台,约占全球销量的1/5,总销量超过了日本,位居全球第一。预计中国有望在2016年成为全球最大的机器人市场,保有量将超过15万台。作为工业机器人重要基础部件的谐波减速器,随着工业机器人产量的增多,其需求量也跟着水涨船高。
国内外著名工业机器人用减速器生产企业,其名单如下:
上海机电
上海机电股份有限公司是一家引领中国机电装备制造企业快速发展的大型上市公司,是其母公司中国最大的装备制造业集团,香港上市公司――上海电气集团股份有限公司的重要产业支柱之一,承担着机电一体化板块的发展重任。
上海机电于1992年在上海证券交易所上市(A股、B股,简称“上海机电”和“机电B股”,原简称“上菱电器”和“上菱B股”、“上海电气”和“电气B股”)。公司业务涉及电梯制造、冷冻空调设备制造、印刷包装机械制造、焊接器材制造、人造板机械制造、人造板板材制造和工程机械制造七大领域,与美、日、法等世界著名跨国公司共同组建了12家合资企业。下属各独资、合资企业均全部通过全面质量管理体系(ISO9000)认证。20113年5月,上海机电以现金增资入股纳博传动51%股权,共同合作机器人项目,开发精密减速机。目前,公司年销售收入110亿元。
秦川发展
秦川机床集团有限公司(原名秦川机床厂),1965年从上海内迁至陕西宝鸡,1995年8月经国家经贸委和陕西省人民政府联合批复,以国家100家现代企业制度试点企业之一的秦川机床厂为主体组建国有独资公司──秦川机床集团有限公司,现为国家大一型重点骨干企业。公司经营业务包括金属切削机床、塑料加工机械、液压系统、液压件、汽车零部件、功能部件、精密齿轮(箱)、机床配件、数控系统、仪器仪表、木工机械及制品。
陕西秦川机械发展股份有限公司2013年度实现营业收入12.85亿元,比上年同期11.91亿元增长7.91%;实现净利润亏损2798.67万元。
2013年2月,公司启动了以整体上市为目标的重大资产重组工作,重组方案已获股东大会批准通过并上报中国证监会。2013年7月,秦川发展计划投资1.94亿元进行9万套(一期)工业机器人关节减速器技术改造项目建设。二期项目将视一期进展情况适时投入。
绿的谐波
苏州绿的谐波传动科技有限公司作为一家从事精密谐波传动装置的研发、设计和生产的专业化公司,主要生产与研发机器人谐波齿轮减速器,具有高可靠性、高精度、大扭矩、大速比、小体积等特性,广泛应用于机器人、精密机械驱动控制等领域,特别是在对减速机有高精度、低转速、大扭矩等特殊要求的工业机器人行业尽显技术优势。绿的谐波是《机器人用谐波齿轮减速器》国家标准主要起草方。
谐波减速器在精度、使用寿命上有很大的优势,这两点上的优势在国内行业中还很突出,同时在保持高精度地情况下,绿的谐波的产品价格优势也非常明显。另外,绿的谐波在谐波传动领域已拥有12项国家发明专利和19项国家实用新型专利。
南通振康
南通振康焊接电机有限公司创始于1993年,是国家高新技术企业,致力于电焊机送丝机构和自动埋弧焊小车的研究及开发,拥有大批专业从事精密机械制造的高级工程师、博士、硕士、等技术人才,有多项专利成果。2009年,南通振康送丝机装置及自动埋弧焊小车再次荣获江苏省高新技术产品称号。
20年来,振康一直也专注于机器人核心部件――精密电机和精密减速器的研发和生产,从刚开始的印刷电机,到后来的送丝机和自动化焊接小车,再到现在的RV减速机,南通振康的发展历程,是专注于特种电机与精密减速机的发展历程2010年研制开发用于工业机器人传动核心部件RV减速装置以及系列交流伺服电机,现已投入批量生产。
浙江恒丰泰
浙江恒丰泰以减速机、搅拌设备为主导产品,相继拓展延伸到升降设备、铝工业设备、高效沉降槽设备、铝电解槽阳极提升机、母线提升框架等大型机电自控一体化的机械装备,其产品有国内首创、国际先进水平并获国家专利的大型铝电解槽八吊顶阳极母线提升机构、机电自控快速组合的阳极母线提升框架;具有智能化DCS控制系统的高效沉降槽(填补国内空白);LPB型带有手动搬车装置减速机(国家专利产品),还有X系列摆线针轮减速机、LC型两级齿轮减速机、LPB、LSB型平行轴齿轮减速机、GOJ型硬齿面减速机、LFY型硬齿面减速机、CF型圆锥硬齿面减速机、HR、HK、HF、HS型硬齿面减速机、M型蜗轮减速机、FL型旁入式锥轮减速机MB型无级变速机。
恒丰泰现有专利45项,其中技术填补国内空白,达到国际先进,公司高新技术产品被列入国家级重点新产品名单和国家火炬计划。同时,承担的国家“十二五”863计划重点项目课题――工业机器人高精度高效率减速器于2013年9月5日通过国家科技部验收,从而填补了国内技术的空白,打破了国外企业在该领域的垄断地位。
北京谐波传动技术研究所
北京谐波传动技术研究所成立于1983年,具有长期的关于谐波齿轮传动技术的研发及为用户服务的丰富经验,是从事谐波传动及特种传动技术的研发销售的专业化企业。主要研发销售标准谐波减速器、谐波传动组件及按用户所需设计非标电机套装。
经多年的研发实践及用户意见使用要求的总结,于1993年编写制定“谐波传动减速器国家标准”,其代号为GB/T14118-93。目前已经形成包括XB1系列谐波减速机、XB2系列谐波减速机和XB2系列谐波减速机等整机及组件产品体系,可以满足用户的各种需求。
从1991年以来为满足印刷、包装机械开发出相位调节器,机床走刀机构用快、慢运动的减速器,力求把新设计、新工艺、新材料用于小速比(i》=40-50)谐波减速器,以满足对机械速度的要求,同时已经研发出速比在i》=100-20000大速比,以满足另一些机械的要求。
北京中技克美谐波传动有限责任公司
北京中技克美谐波传动有限责任公司成立于1994年12月9日,注册资金2500万元,是国家科技部批准的“国家谐波传动技术研究推广中心”和“谐波传动国家重点工业性试验基地”,是我国第一个专业从事谐波传动技术设计、开发、生产、销售、服务的高新技术实业公司。
公司产品主要有以下四个标准系列:XB1单级谐波传动减速器和组件、XB2内啮复波谐波传动减速器和组件、XB3扁平式谐波传动减速器和组件、XBF相位调节器用谐波传动减速器和组件,年产已达万台套。
公司集中了我国多年来从事谐波传动技术研究的专家、教授及科技人员,具有较强的技术创新能力,十年来公司做了大量的技术创新工作,使产品结构多样化,满足了不同用户的特殊需求;曾主持完成了我国多项谐波传动科技成果,并获得了国家及部委多项奖励;通过与合作单位联合攻关,研制成功具有世界领先水平的固体润滑谐波传动减速器,并成功地应用在我国“神舟号”系列载人飞船及卫星等航天飞行器中。
哈默纳科
日本HarmonicDriveSystemsInc.(简称HDSI)是整体运动控制的领军企业,其生产的HarmonicDrive组合型谐波减速
机,具有轻量小型、无齿轮间隙、高转矩容量等特点,被广泛应用于工业机器人、仿人机器人、半导体液晶生产装置、光伏设备、光学仪器、精密机床等各种尖端领域。为了涵盖谐波减速机所不能做到的低减速比领域,HDSI产品还涉及到精密行星齿轮箱型谐波减速机HarmonicPlanetary。独特的内齿圈形变工艺,可以使得行星齿轮与其啮合的更紧、消除背隙,已达到精密级的传动误差。
2011年1月,日本HDSI公司在华投资设立全资销售子公司哈默纳科(上海)商贸有限公司,主要负责HDSI产品在中国大陆及香港地区的销售、选型等技术支持以及售后服务。此外,哈默纳科还拥有内装有谐波减速机的旋转式伺服执行元件及驱动器等机电一体化产品,更加方便客户安装调试。
纳博
纳博特斯克是世界上最大的精密摆线针轮减速机制造商,并生产高性能减速机、中空轴减速机以及单轴伺服执行器和控制器。其生产的精密设备具有高扭矩、高刚性和高耐过载冲击荷载能力的同时,兼有高精密和非常低的回程间隙。
2003年9月,纳博特斯克公司由帝人制机株式会社和纳博克株式会社两个成功的日本的全球跨国公司合并组成,旨在最大化公司价值并实现长期增长。帝人制机株式会社和纳博克株式会社,均与时俱进地利用其技术实力成为了相应领域的领袖企业。作为运动控制系统和零部件的生产商,两个公司都在其特定的业务领域,控制了很高的市场份额和掌握了高端核心技术,并使其在日本乃至全世界都名列第一。上海电机13年5月公告增资入股纳博传动,上海机电占合资公司51%股权,日本纳博特斯克株式会社占49%股权。
住友
日本住友SUMITOMO是拥有400多年历史的世界500强之一的住友集团旗下的建设机械厂家,在世界范围享有盛誉。住友产品在1967年凭借自身技术开发研制了第一台液压挖掘机之后,目前世界各地到处活跃着住友液压挖掘机的身影。住友重机械工业株式会社SumitomoDriveTechnologies住友重机械在日本便开始了电动机和减速机的自行制造生产。
住友减速机包含各种型号减速机,如住友大型斜齿轮减速箱,住友行星齿轮减速机,住友斜齿轮减速机,住友蜗轮蜗杆减速机等。减速比大,效率高:一级传动减速比为9~87,双级传动减速比为121~5133,多级混合可达数万,且针齿啮合系套式滚动摩擦,啮合表面无相对滑动,故一级减速效率达94%。
1995年10月,由住友重机械工业株式会社和住友商事株式会社共同出资在中国天津成立住友重机械减速机(中国)有限公司,并在2001年成立上海分公司作为其产品在中国的销售总部,同时在上海的松江设有维修中心。
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谐波减速器
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