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武强精密减速器现状看小模数齿轮

浏览次数:18521     时间:2017-10-23

精密减速器是一种精密传动机械,使用它的目的是降低转速,增加转矩。具有传动比大、范围广、精度高、承载能力大、效率高、体积小、重量轻、传动平稳、噪声小、可向密封空间传递运动、输出刚度大,回差小等特点,现已广泛应用于空间技术、能源、电子工业、石油化工、军事工业、机器人、仪器仪表、纺织机械、印刷机械、包装机械、起重运输机械、医疗器械、食品加工机械等行业中。

精密减速器的种类有很多,如精密平行轴齿轮减速器,精密蜗轮蜗杆减速器,精密行星齿轮减速器,谐波减速器,机器人关节专用RV 减速器等。其中精密行星齿轮减速器,谐波减速器,机器人关节专用 RV减速器三种在工业机器人中应用最为广泛。

二、 精密减速器的发展状况--世界知名的精密减速器品牌及制造厂家

1 )纳博特斯克 Nabtesco

在工业用机器人关节上的精密减速机上,纳博特斯克 Nabtesco 产品的全球市场占有率达60%,特别在中 /重负荷机器人上,其 RV 减速器市场占有率高达 90%。机器人技术自 1985年以来,RV 减速器在机器人制造业中已经有超过三百万个以上的实绩,是现代工业机器人关节应用行业标准。新型的中空轴和高刚性高转矩充分满足了市场应用的需求。

RV 减速器除了运用在工业关节机器人中,还运用于数控机床自 动刀库和机床精密转台,自动刀库使用RV 减速器和 AR 系列伺服执行器实现高效的自动换刀。可满足多达 150 种、50 度锥形刀具的自 动交换。精密减速器使用的大型集成式角轴承,使转台和主轴箱/尾座直接安装在平衡或者不平衡部件的输出法兰盘上。RD-C 中空轴减速器有一个最大至 5 英寸的空心孔,方便电缆穿过以及直接安装固定。

2)日本住友

住友公司生产的精密控制用减速器,运用高强度, 耐冲击负载的摆线减速机的特长,进一步追求低间隙精密控制,可以安装在顾客机械中的组件型减速机。 通过与伺服电机的组合, 可以高精度地定位。最适用于机加工机械、工业用机器人、工厂自动化方面等重视停止精度及刚性的设备。根据用途,分为 FC-A,F1C-A 和 F2C-T 系列等。

3)哈默纳克 Harmonic

Harmonic 谐波减速器公司是世界上第一家从事谐波传动及特种传动技术的开发设计、 生产销售的专业化公司, 主要用于各类轻型工业机器人/机械臂、 印刷/造纸机械、医疗机械、测量/分析/试验机器、大型望远镜、 精密包装机械、 半导体制造装置、FPD 制造装置、通信装置、航空航天机器、数控机床、雷达多种卫星地面站等对体积有要求的精密传动系统。

该公司生产的 CSF 系列组件型-谐波组件和 Hpg 系列-谐波行星被广泛应用于工业用机器人上。特别是谐波组件,应用于工业机器人轻负载关节,产品具有结构小、重量轻、减速比大、传动平稳、定位精度高等特点。

4)东晟株式会社 I KO

IKO 是世界一流的精密工作台及直线导轨专业生产厂家,其产品广泛应用于超精密机械和车床领域、各种精密测量仪器、 加工设备及精密部件生产流水线, 可谓尖端微电子技术、电机及减速器机构完美结合的缔造者之一。该公司生产的精密定位工作台 SA 系列 XY 轴定位精度达 0.1μm。另外还有 AT、 TM、TC 系列产品,主要应用于晶片检测台、机床定位轴系、影像精密定位等场合。

5)东方减速机 Ori ental motor

日 本 Orientalmotor 是世界微型减速电机的始祖之一,其常规微型交直流减速电机及高精度产品一直处于世界领先地位。该公司研制的精密转台是采用大口径的中空旋转式传动装置采用闭环步进电动机与减速器组成一个精密传动装置满足高精度的分度机构, 是一个典型的机电一体化机构, 应用于机床转塔 、 高精度分度头等场所。

6)德国 Maxon motor 公司

Maxon motor 公司是世界领先的 500W 功率以下高精密驱动系统供应商。 其标准组件产品不断扩展,包括:500W 以下空芯杯绕组无刷和有刷直流电机、 90W 以下铁芯无刷盘式电机、行星齿轮箱、正齿齿轮箱、特殊齿轮箱、传感器、伺服放大器、位置控制器、高科技 CIM 和 MIM 组件、客户定制驱动方案。

Maxon 驱动系统广泛用于对精密度和可靠性具有高要求的各个领域: 医疗技术、 工业自 动化和机器人、检测技术、通讯、安防技术、汽车工业、航空航天、消费应用。

7)德国 Neugart

德国 Neugart 公司是一家世界一流减速器专业生产厂商,成立于 1928 年, 创立之初主要生产精密齿轮,为瑞士钟表和精密仪器配套使用,1975 年开始生产行星减速器。由于中国传动产业的良好发展前景,Neugart 公司于 1996 年进入中国市场,成为最早进入中国的德国行星减速器生产厂商之一, 并于 2004 年10 月 在沈阳成立了纽卡特行星减速机(沈阳)有限公司 。

8)电产 Shi mpo

日本 SHIMPO 是日本电产旗下的一家从事精密减速器、变速器的开发、生产和销售的公司,国内北京、青岛、深圳、福州、武汉、西安、沈阳、重庆、哈尔滨、苏州、平湖、上海设有办事处,工厂在浙江平湖。

该公司生产的 VRS、VRL、VRB 系列应用于机械手行业,国内市场占有率相当高。

9)台湾 APEX

台湾广用是专业生产精密行星减速器的厂家,是台湾精锐科技集团旗下的精密机械事业。该公司生产的精密行星减速器被应用于机械手行业。占领了国内中高端很大部分的市场。

三、小模数齿轮在精密减速器中所占的份额

随着工业自动化的发展,精密减速器在市场的应用越来越普遍,主要应用于工业机器人、机械臂、印刷机械、 医疗机械、测量、试验机器、精密包装机械、半导体制造装置、通信装置、航空航天机器、数控机床等。 精密减速器遍布了行业的各个角落,成为执行机构的核心部件。在精密减速器中,小模数齿轮也占了不少份额比如在 RV 减速器 20E,40E,80E 中第一段行星所用到的齿轮模数为 2. 0m,1. 75m,1. 5m,1. 25m四种,根据速比和负载的不同合理匹配。在谐波减速器中一般模数都小于0. 4m,采用特殊齿形。在精密行星减速器中,涉及到的小模数齿轮有 0. 4m~2.0m,其中 APEX 和 shimpo 设计中有些非标模数,如 0. 85m,1.1m,1.4m 等。

上述提到的精密减速器中,都有小模数齿轮的“身影”,可见小模数齿轮在精密减速器中发挥了重要作用。国外企业以小模数齿轮行业的发展为基础,才延伸出高端精密减速器,可以说精密减速器的发展是小模数齿轮发展的必然结果。我国要发展精密减速器的前提,必须先发展小模数齿轮。所以小模数齿轮行业发展的机遇可想而知。

四、 机遇和挑战

但机遇虽好我们的小模数齿轮行业发展还需解决以下问题:

1) 基础研究和基础数据匮乏

缺乏对齿轮材料疲劳极限应力、金相组织图谱等相关的基础试验研究,缺乏新齿形研究、载荷谱测试、加工工艺研究等基础研究,使得产品设计和制造缺少数据支撑。另外,专业软件开发和应用滞后,多学科综合设计技术和手段落后。

2) 技术创新和试验测试平台落后

缺乏面向行业的齿轮共性技术和前沿技术研究开发、重要科技成果转化及工程化应用研究的创新平台;缺乏为行业提供产品试验测试的服务平台,缺乏齿轮及传动装置设计、制造改进和性能提升的评价服务体系。在小模数齿轮传动的噪音控制、高速小模数齿轮的设计与加工、小模数齿轮的齿廓修形、仿真模拟系统等多个研究方向上,国内现有的相关文献和研究成果都比较少。

3) 产业结构不合理,市场竞争激烈

行业内高低端产品分布极不正常,低端产品产能过剩,高端产品缺少。低端市场产品竞争激烈,企业同行之间相互压价,使许多小企业难以形成自主创新能力,处于生存的边缘。

4) 质量稳定性差,装备依靠进口

国内装备质量稳定性有待提高,高精密齿轮加工装备还是依赖进口设备。 管理远远跟不上国际企业,导致即使有高精装备,生产出的产品质量稳定性不足, 在国际市场上无竞争力。

总体而言,国内企业同国外减速器系列产品的开发及更新工作近几年进展缓慢,与国外同行在此方面的差距有拉大的趋势。特别是小模数齿轮减速器在高精端应用领域,与市场的需求也很不适应,长期以来,我国自 主生产的减速传动设备多数属于通用性产品,人们往往把这一类设备定位于中低端产品。随着经济全球化步伐的加快,德国、法国、日本等国家的传动设备制造巨头纷纷抢滩中国,占领我国减速器的中高端市场,基于此,推进行业优势企业间的购并、整合,尽快形成有着一定的市场影响力的品牌、有较大规模的和实力、有较强产品研发和技术支持能力的这样若干个集团型企业,方能在与国外同行的竞争中保持一定的优势并不断得以发展。因此,国产小模数齿轮减速器在自动化和机器人的应用上,想在国内市场上与国外先进减速器品牌竞争,甚至超越,任重道远,但前途光明。
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