被譽(yù)為“工業(yè)機(jī)器人心臟”的減速器作為關(guān)鍵核心零部件，幾乎在各式機(jī)械傳動系統(tǒng)中都可以見到它的身影，是一種廣泛應(yīng)用在速度與扭矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備。其中，精密減速器領(lǐng)域是包括機(jī)器人在內(nèi)的高端裝備核心零部件，代表了精密傳動技術(shù)、高端裝備核心部件的頂尖水平。
4月17日，華西都市報、封面新聞記者來到成都中良川工科技有限公司（以下簡稱中良川工）超精密減速器實(shí)驗(yàn)室，見證其核心產(chǎn)品零側(cè)隙滾子包絡(luò)超精密減速器在數(shù)個新裝備中的適配、測試過程。
9年理論研究從零開始建立數(shù)學(xué)模型
“工業(yè)機(jī)器人的工作重復(fù)單一，只有定位精度、重復(fù)定位精度高，才能確保其在工作中忙碌而有序，高效地完成生產(chǎn)。”中良川工研發(fā)負(fù)責(zé)人孫良寶指著實(shí)驗(yàn)室內(nèi)正在迅速轉(zhuǎn)動的機(jī)器手臂說，減速器類似于工業(yè)機(jī)械的“肌腱”，對于每一個以軸為中心轉(zhuǎn)動的機(jī)器“關(guān)節(jié)”，減速器可以精準(zhǔn)調(diào)節(jié)機(jī)器轉(zhuǎn)動角度。
“零側(cè)隙滾子包絡(luò)超精密減速器是區(qū)別于目前市場主流的減速器。”孫良寶說，“我們的研發(fā)團(tuán)隊(duì)從2008年開始進(jìn)行理論研究，從零開始研究產(chǎn)品是極其困難的，不但需要專業(yè)理論知識，還需要經(jīng)驗(yàn)支持。”
“理論與數(shù)學(xué)公式證明我們的模型良好，但樣機(jī)進(jìn)行實(shí)體運(yùn)行時，總會出現(xiàn)各種問題。”孫良寶說，“實(shí)踐證明理論還需要修改、數(shù)學(xué)公式還需要校正，我們就一遍一遍反復(fù)實(shí)驗(yàn)修改，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)也不斷拆解、研究樣機(jī)，在不斷試錯、證錯后，研發(fā)團(tuán)隊(duì)再次回歸基礎(chǔ)，重頭來過。”
經(jīng)過9年研究、驗(yàn)證后，中良川工終于完成了第一代滾子包絡(luò)超精密減速器。目前，已迭代至第五代的零側(cè)隙滾子包絡(luò)超精密減速器，讓傳動效率達(dá)到95%。
應(yīng)用領(lǐng)域廣泛用不同技術(shù)路線走到世界前列
需要指出的是，在眾多工業(yè)機(jī)器人核心零部件中，共占工業(yè)機(jī)器人成本近70%的減速器、伺服電機(jī)/系統(tǒng)、控制器/系統(tǒng)，被并稱為機(jī)器人三大核心零部件。三大核心部件不僅是工業(yè)機(jī)器人核心技術(shù)壁壘所在，同時也是制約我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的重要瓶頸。
其中，成本占比高達(dá)35%、被稱為工控領(lǐng)域“節(jié)奏大師”的減速機(jī)作用不可忽視，不僅在工業(yè)機(jī)器人、人形機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人等機(jī)器人領(lǐng)域占據(jù)重要地位，在數(shù)控機(jī)床、航空航天、光伏設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等多個重要領(lǐng)域也有諸多應(yīng)用。
“中國是全球最大的工業(yè)機(jī)器人、機(jī)床消費(fèi)國，機(jī)器人和高端機(jī)床國產(chǎn)化對高精度減速器有旺盛的需求，但是目前，高精度減速器依賴進(jìn)口還比較嚴(yán)重。”孫良寶說，面對“圍城”，最有效的辦法就是走出不同的技術(shù)路線，這也是中良川工堅(jiān)持從理論研究、數(shù)學(xué)模型開始發(fā)展的原因。
孫良寶說，在精密減速器領(lǐng)域，我國正在努力趕超世界先進(jìn)水平。在技術(shù)層面，實(shí)驗(yàn)室目前已在著手解決減速器小型化問題與高傳動效率和高精度之間的矛盾問題，希望能為中國精密減速器領(lǐng)域貢獻(xiàn)力量。
數(shù)據(jù)顯示，2022年，全國規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)的工業(yè)機(jī)器人累計(jì)完成產(chǎn)量44.31萬套，產(chǎn)量首次突破40萬套，穩(wěn)居全球第一大工業(yè)機(jī)器人市場。可以確認(rèn)的是，機(jī)器人將與人類的生活或工作出現(xiàn)更緊密的結(jié)合，作為“工業(yè)機(jī)器人心臟”的減速器也必將迎來更大的市場機(jī)會。
