帶你了（le）解工業機器人的關節：精密減速機
2018-5-15 來（lái）源：轉載 作（zuò）者：-
現今工業機（jī）器人的先進程度（dù）讓人歎（tàn）為觀止，尤其是（shì）那些靈動的5軸6軸機器人，具有如此多的關節（jiē），還（hái）能夠做（zuò）到運動和指令（lìng）的精確傳輸，各部位緊密配合完（wán）成複雜的工作，讓人不禁好奇（qí）它們的傳（chuán）動係統到底是怎樣的，關節到（dào）底是（shì）什麽（me）結構的呢？
比如這個
日本安川機器人揮（huī）刀削豌豆
說起關節，主要是指工業機器人最重要的基礎（chǔ）部件，也是運（yùn）動的核心部件：精密減速機。這是一種精（jīng）密的動力（lì）傳（chuán）達機構，其利用齒輪的（de）速度轉換器，將電機的回轉數減速到所要的回轉數，並得到較（jiào）大轉矩的裝置，從而降低轉速，增加轉矩。
你造麽，全球（qiú）工業機器人的關（guān）節用到的精密（mì）減速機幾乎都是日（rì）本造的：日本人說跪，全球機器人沒（méi）幾個能站著。。。
目前全球（qiú）能夠提供規模（mó）化且性（xìng）能可靠（kào）的精密減速器生產企業不算多，全球絕大多數（shù）市場（chǎng）份額（é）都被日本企業（yè）占據，在工業用機器人關節上的精密減速器上，納Nabtesco(納博特斯克（kè）)產品的全球市場占有率達60%，特別在中（zhōng）/重負荷機器人上，其RV減速器市場（chǎng）占有（yǒu）率高達90%。Harmonica（哈默（mò）納科）的諧波減速器約占15%，還有住友重工（gōng）(SUMITOMO，未查到比例)。
下麵我們就來看看這幾家知名機器人減速器企業
1. Nabtesco納博特斯克
Nabtesco(納博特斯克)是2003年（nián）9月（yuè）成立的，看似一個00後公司。實際上（shàng）它是由帝人精機(Teijin Seiki，1944年成立)和納博克(Nabco，1956年生產了日本第一個自動門)這（zhè）兩家日本公司強強合（hé）並組成。作為運動控製係統和零部件的生產商，這兩家公（gōng）司都在其特定（dìng）的業務領域，掌握了高端核心技術，控製了很高的市場份額，所以Nabtesco甫（fǔ）一成立，就位居（jū）同行業在日本乃至全世界的首位，世界上大多數機器人製造商均從Nabtesco的專利RV減速機獲益並帶來成（chéng）功。
應用於衛星、雷達天（tiān）線、工業（yè）機器人、半導體和焊接技術等（děng）工業自動化領域。
Nabtesco有幾個小視頻能很（hěn）直觀形象地其產品展示在各種工（gōng）業機器（qì）人上的應用。其中一個6軸（zhóu）機器人的跟大家分享。
6軸機器人的關節
1944年帝人精機成立伊始（shǐ），在飛機製造業開展業務，1947年進軍紡織機械製造領域，1955年開始製（zhì）造飛行（háng）器零部件，1959年擴展至機床製造業。Nabtesco的RV減速器，前身正（zhèng）是帝人精機的主流（liú）產品，70年代開始作為挖掘設備驅動馬達的核（hé）心部件使用。80年代早期，應世界主要機（jī）器人製造商要求，帝人（rén）精機改進了RV減速（sù）器，使之更加精準（zhǔn）可靠，符合機器人製造行業的（de）嚴格要求。取（qǔ）得了精密擺線針輪RV減速機專利後，於1986年開始批量生產，從此開始（shǐ）為現代工業機器人的關節應用進行（háng）配套。
拆解開觀看內部結（jié）構（gòu）
線路能很方便得從減（jiǎn）速機中空的部分穿（chuān）過。這樣的設計不僅轉矩更大，壓縮比更高，接近零側隙，而且還加載了一組更大的提供更大動量，並免去外部支撐設備的內角支撐軸。這樣（yàng）一來（lái），就（jiù）進一步節省了成本，簡化了最終用（yòng）戶的設計工作。
Nabtesco：Hollow center Gear
2. Harmonica哈默納科
日本Harmonic Drive Systems Inc.(簡稱HDSI)是整體運動控製的領軍企業，其生（shēng）產的Harmonic Drive組（zǔ）合（hé）型諧波減速機，具有輕量小型、無齒（chǐ）輪間隙、高轉矩容量等特點，被廣（guǎng）泛應用於工業機器人、仿人機器人、半導體液晶生產裝置、光伏設備、光學儀器、精密機床等各（gè）種尖端領域（yù）。阿波羅月球車的電（diàn）驅動（dòng）車（chē）輪裏的波動齒輪就是用哈默納科的產品哦~~
為了涵（hán）蓋諧波減速（sù）機所（suǒ）不（bú）能做到的低減速比領（lǐng）域，HDSI產品還涉（shè）及到精密行星齒輪箱型諧波（bō）減速機Harmonic Planetary。獨特的（de）內（nèi）齒圈形變工藝，可以使得行星齒輪與其齧合的更緊、消除背隙（xì），已達到精密級的傳動（dòng）誤差。
諧波傳動減速器（harmonic gear drive）是一種靠波（bō）發（fā）生器使柔性齒輪產生可控彈性變形，並與剛性齒（chǐ）輪相齧合，從頭傳遞運動和動力的齒（chǐ）輪傳動係統。諧波傳動減速器是由美國人（rén）Clarence Walton Musser(1909~ 1998-06-08)在1957年獲得發明專利（美國專利號2906143），除此之外，這位曾在美國（guó）國防部工作15年的長壽（shòu）發明家一生有250項重大發明，例如軍用無後座（zuò）力步槍，飛機彈射器，水下爆炸試驗儀器等等（děng）。
聽上去象大一個行業品類，其實harmonic drive是Harmonic Drive Systems Inc.的商標。1960年美國USM公司首次將諧波傳動減速器成功投入運用，後來長穀川（chuān）齒輪株式（shì）會社(Hasegawa Gear Works, Ltd.)獲（huò）得了USM的生產許可。1970年10月，長（zhǎng）穀川與USM各出資50%，在東（dōng）京都成立了Harmonic Drive Systems Inc.，漢譯哈默納科。
哈默納科是整體運動控製的領軍企（qǐ）業，其生產的HarmonicDrive組合型諧波（bō）減速機，具有輕（qīng）量小型、無齒輪間隙、高轉矩（jǔ）容量等特點，被廣泛應用於工業機器人、仿人機器人、半導體液晶生產裝置（zhì）、光伏設備、光學儀器、精密（mì）機床等各種尖端領域。
2006年1月1日哈默納科和上麵介紹的Nabtesco的美國子（zǐ）公司在馬（mǎ）薩諸塞州成立了合資公司Harmonic Drive L.L.C.。
為了涵蓋諧波減速機所不能做到的（de）低減速（sù）比（bǐ）領域，產（chǎn）品還涉（shè）及到精密行星齒輪箱型（xíng）諧波減速機（jī）(Harmonic Planetary)。獨特的內齒圈形變工藝，可以（yǐ）使得（dé）行星齒輪（lún）與其齧合的更緊、消（xiāo）除背隙，已達到精（jīng）密級的傳動誤差（chà）。
諧波減速器（qì）拆解開觀看內部結（jié）構（gòu）
諧波行星減速器Harmonic Planetary Gears
3. SUMITOMO住友
日本住友SUMITOMO是擁有400多年曆史的世界500強之一的住（zhù）友集團旗下的建設機械廠家，在世界範圍（wéi）享有盛譽。住友產品在1967年憑借自身（shēn）技（jì）術 開發研製了第（dì）一台液壓挖掘機之（zhī）後，目前世界各地到處活躍著住（zhù）友液壓挖掘機（jī）的身影。住友重機械工（gōng）業株式會（huì）社（shè） Sumitomo Drive Technologies住友重機械在日（rì）本便開始了電動機和（hé）減速機的自行製造生產。
住友減速機包含各種型號減速機，如住友大型斜齒輪減速箱（xiāng），住友行星齒輪減速機，住友斜齒輪減（jiǎn）速機，住友蝸輪蝸杆減速機等。減速比（bǐ）大，效率高：一級傳動減速 比為9~87，雙級傳動減速比（bǐ）為121～5133，多級混合可達數萬（wàn），且針（zhēn）齒齧合係套（tào）式滾動摩擦，齧合表麵無相對滑動，故一級減速效率達94%。
1995年10月，由住（zhù）友重機械工業株式會社（shè）和住友商事株式會社共同出（chū）資在中國天津成立住友重機械（xiè）減速機（jī）(中國（guó）)有限公司，並在2001年成（chéng）立上海分公司作為其產品在中國（guó）的銷售總部，同時在上海的鬆江設有維修中心。
反觀（guān）國內（nèi），我國對工業機器（qì）人（rén）用精密減速（sù）器的研究相（xiàng）比國（guó）外較（jiào）晚，技術不成熟，與國外先進技術存在較大差距，形成了精密減速器不能（néng）自給自足的局麵，嚴重依（yī）賴進口。這嚴重製約了我國工業機器人的（de）發展，特別是在我國工業機器人逐漸產業化時期，工業機器人精密減速器的（de）關鍵技術突破顯得更加（jiā）迫切。國務院（yuàn）印發（fā）的《中國製造2025》提出，“突破機器人本體、減速（sù）器、伺服電機、控製器、傳感器與驅動器等關（guān）鍵零部件及係統集成設計製造等技術瓶頸。”
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