Precisionsreducerare för industrirobotar över hela världen är i huvudsak monopoliserade av Japan. Även om reduktionsanordningar för husbilar har masstillverkats-i Kina de senaste åren, är det få inhemska robotföretag som har antagit dem. För närvarande är den kinesiska marknaden i allmänhet beroende av import för reduktionsanordningar.
Bild
▲En japansk Yaskawa-robot som skivar ärter
Som traditionella tillverkningskraftverk leder reducerprodukter från länder som Tyskland, Italien och Japan branschen när det gäller material, design, kvalitetskontroll, precision, effekttäthet, tillförlitlighet och livslängd.
Bild
Inom området för mekanisk transmission är reducerarna mellanhänder som ansluter strömkällan och ställdonet. De minskar vanligtvis hastigheten för hög-kraft från elmotorer och förbränningsmotorer genom att koppla ett litet kugghjul på den ingående axeln med ett stort kugghjul på den utgående axeln, och därigenom överföra större vridmoment.
Bild
Drivet av utvecklingen av flyg-, robotteknik och medicinsk utrustning finns det en växande efterfrågan på hög-precisionsreducerare med enkla och kompakta strukturer, hög kraftöverföring, lågt brus och smidig transmission. RV-reducerare och harmoniska reducerare är två av de viktigaste typerna av precisionsreducerare.
Bild
En precisionsreducerare är en kraftöverföringsmekanism som använder en växelhastighetsomvandlare för att minska motorns rotationshastighet till önskad hastighet och generera högt vridmoment.
Bild
▲Nabtesco Reducer
För närvarande finns det bara ett fåtal globala tillverkare av precisionsreducerare som kan ge stor- och pålitlig prestanda. Den stora majoriteten av marknadsandelen innehas av japanska företag: Nabtescos RV-reducerare står för cirka 60 %, Harmonicas harmoniska reducerare står för cirka 15 % och Sumitomo Heavy Industries (SUMITOMO; andelen är okänd). Deras tillämpning inom robotikområdet är särskilt överväldigande.
Bild
▲Demontering av den inre strukturen i en precisionsreducerare
Nabtesco bildades genom en sammanslagning av två japanska företag, Teijin Seiki och Nabco (som tillverkade Japans första automatiska dörr 1956). Som tillverkare av rörelsekontrollsystem och komponenter har båda företagen avancerad kärnteknologi inom sina specifika affärsområden och kontrollerar en betydande marknadsandel.
Bild
Som världens största tillverkare av precisionsreducerare för cykloider tillverkar Nabtesco hög-reducerare, ihåliga axelreducerare och enaxliga servoställdon och styrenheter.
Bild
Denna precisionsutrustning har högt vridmoment, hög styvhet och hög överbelastnings- och stöttålighet, samtidigt som den erbjuder hög precision och mycket lågt spel. De används ofta i industriella automationsapplikationer som satelliter, radarantenner, industrirobotar, halvledare och svetsteknik.
Bild
▲Precisionsreducerare för olika leder av industrirobotar
Harmonic Drive Systems Inc. (HDSI) i Japan är ett ledande företag inom integrerad rörelsekontroll. Dess harmoniska reducerare i kombination med harmoniska drivsystem har lätta, kompakta storlek, noll växelspel och hög vridmomentkapacitet. De används i stor utsträckning i olika banbrytande applikationer som industrirobotar, humanoida robotar, utrustning för produktion av flytande kristaller för halvledare, solcellsutrustning, optiska instrument och precisionsmaskiner.
Bild
▲ Intern struktur hos en övertonsreducerare
För att hantera låga reduktionsförhållanden utöver kapaciteten hos övertonsreducerare, inkluderar HDSI:s produktlinje även övertonsreducerare av precisionsplanetväxellåda-. Den unika deformationsprocessen för inre ringhjul möjliggör tätare ingrepp mellan planetväxlarna, vilket eliminerar glapp och uppnår precisionsöverföringsfel.
Bild
▲ Harmoniska planetväxlar
En harmonisk drivreducerare är ett växelöverföringssystem som använder en våggenerator för att inducera kontrollerbar elastisk deformation av en flexibel växel, som sedan går i ingrepp med en stel växel för att överföra rörelse och kraft.
Bild
▲ Harmoniska planetväxlar
Sumitomo, en japansk tillverkare av entreprenadmaskiner under Sumitomo Group, ett av Fortune 500-företagen, har över 400 års historia. Sedan han utvecklade sin första hydrauliska grävmaskin 1967 med sin egen teknik, används nu Sumitomo hydrauliska grävmaskiner flitigt runt om i världen.
Bild
▲ Sumitomo Reducer
Sumitomo-reducerare inkluderar en mängd olika modeller, såsom Sumitomo stora spiralformade växellådor, Sumitomo planetväxelreducerare, Sumitomo spiralformade växelreducerare och Sumitomo snäckväxelreducerare. Med ett stort reduktionsförhållande och hög effektivitet, använder stift-tandingreppssystemet rullfriktion av hylstyp-, vilket eliminerar relativ glidning på de ingripande ytorna. Den primära reduktionseffektiviteten kan nå 94 %.
02
Som en höjdpunkt av precisionsmaskineri har reducerarna extremt höga tekniska krav. RV-reducerare är helt sammansatta av hög-precisionskomponenter, med ingripande kugghjul. Detta ställer extremt höga krav på materialvetenskap, precisionsbearbetningsutrustning, bearbetningsnoggrannhet, monteringstekniker och hög-precisionstestteknik.
Bild
Inhemska företag bedriver ofta FoU genom reverse engineering, och samlar in data utan att förstå de underliggande principerna. Därför, medan vissa inhemska företag har uppnått betydande tekniska genombrott, står inhemska reducerare inför utvecklingsutmaningar när det gäller precisionsretention, precisionslivslängd och produktlivslängd. Dessa utmaningar resulterar i dålig konsistens och begränsad reproducerbarhet mellan produkter.
Dessutom är utrustningen som används för att tillverka reduceringskomponenter extremt dyr. Till exempel kostar en Meigler ytslipmaskin nästan 10 miljoner RMB per enhet. Utan tillräcklig produktionsvolym är amorteringskostnaden för denna utrustning oöverkomligt hög.
Bild
Inhemska precisionsreducerare kostar mer än sina utländska konkurrenter, men deras prestanda är sämre. Naturligtvis är försäljningen låg och det är omöjligt att uppnå skalfördelar och lönsamhet. Utan lönsamhet och volym finns det otillräckliga resurser för teknisk förbättring, forskning och utveckling, och det finns inget sätt att upprätta kvalitetskontroll, än mindre förbättra teknik och prestanda.
Bild
För närvarande finns det två huvudtyper av reducerare som används inom robotik: RV-reducerare och harmoniska reducerare. I ledade robotar erbjuder RV-reducerare större styvhet och rotationsnoggrannhet, så de placeras vanligtvis på platser med tunga-belastningar som basen, överarmarna och axlarna, medan harmoniska reducerare placeras i underarmen, handleden eller handen.
Bild
Japan har en ledande ställning när det gäller hög-precisionsrobotreducerare. För närvarande monopoliseras 75 % av den globala robotindustrins precisionsreducerare av japanska företag Nabtesco och HarmonicDrive (allmänt kända i branschen som RV-reducerare och harmoniska reducerare). Dessa två företag levererar reducerare till stora internationella robottillverkare, inklusive ABB, FANUC och KUKA.
Bild
Enligt branschinsiders förlitar sig stora internationella robottillverkare som ABB, FANUC, Yaskawa och Kuka alla på dessa två japanska företag för sina reduceringar. Dessa företag har också mycket strikta samarbetsvillkor: de kan inte använda produkter från andra företag när de använder dessa två företags produkter, annars kommer deras partnerskap att avslutas.
Bild
Kärnkomponenter har länge varit ett hinder för den snabba utvecklingen av Kinas robotindustri. Om vi vill uppnå industrialisering, bryta oss loss från utländska robotföretags begränsningar och uppnå oberoende inom robotteknikområdet måste vi påskynda lokaliseringen av reducerare.
