Reductoarele de precizie pentru roboții industriali din întreaga lume sunt în esență monopolizate de Japonia. În timp ce reductoarele de RV au fost produse-în serie în China în ultimii ani, puține companii interne de roboți le-au adoptat. În prezent, piața chineză se bazează în general pe importuri pentru reductoare.
Imagine
▲ Un robot japonez Yaskawa care felie mazăre
Ca puteri tradiționale de producție, produsele reductoare din țări precum Germania, Italia și Japonia conduc industria în ceea ce privește materialele, designul, controlul calității, precizia, densitatea puterii, fiabilitatea și durata de viață.
Imagine
În domeniul transmisiei mecanice, reductoarele sunt intermediari care conectează sursa de energie și actuatorul. În mod obișnuit, ele reduc viteza puterii de-înaltă viteză de la motoarele electrice și motoarele cu ardere internă prin îmbinarea unui angrenaj mic pe arborele de intrare cu un angrenaj mare pe arborele de ieșire, transmițând astfel un cuplu mai mare.
Imagine
Impulsat de dezvoltarea dispozitivelor aerospațiale, robotice și medicale, există o cerere din ce în ce mai mare pentru reductoare de precizie-de înaltă performanță, cu structuri simple și compacte, transmisie de putere mare, zgomot redus și transmisie lină. Reductoarele RV și reductoarele armonice sunt două dintre cele mai importante tipuri de reductoare de precizie.
Imagine
Un reductor de precizie este un mecanism de transmisie a puterii care utilizează un convertor de viteză pentru a reduce viteza de rotație a motorului la viteza dorită și pentru a genera un cuplu mare.
Imagine
▲ Reductor Nabtesco
În prezent, există doar câțiva producători mondiali de reductoare de precizie care pot oferi-performanțe fiabile și pe scară largă. Marea majoritate a cotei de piață este deținută de companii japoneze: reductoarele RV de la Nabtesco reprezintă aproximativ 60%, reductoarele de armonice de la Harmonica reprezintă aproximativ 15% și Sumitomo Heavy Industries (SUMITOMO; procentul este necunoscut). Aplicația lor în domeniul roboticii este deosebit de copleșitoare.
Imagine
▲Demontarea structurii interne a unui reductor de precizie
Nabtesco a fost format prin fuziunea a două companii japoneze, Teijin Seiki și Nabco (care a produs prima ușă automată din Japonia în 1956). În calitate de producători de sisteme și componente de control al mișcării, ambele companii posedă tehnologii de bază avansate în domeniile lor specifice de activitate și controlează o cotă semnificativă de piață.
Imagine
Fiind cel mai mare producător mondial de reductoare de precizie cu cicloidă, Nabtesco produce reductoare de-performanță ridicată, reductoare cu arbore tubular și servomotoare și controlere cu o singură axă-.
Imagine
Aceste echipamente de precizie oferă un cuplu ridicat, rigiditate ridicată și rezistență ridicată la suprasarcină și șocuri, oferind în același timp precizie ridicată și joc foarte scăzut. Ele sunt utilizate pe scară largă în aplicații de automatizare industrială, cum ar fi sateliți, antene radar, roboți industriali, semiconductori și tehnologia de sudare.
Imagine
▲ Reductoare de precizie pentru diferite îmbinări ale roboților industriali
Harmonic Drive Systems Inc. (HDSI) din Japonia este o companie lider în controlul integrat al mișcării. Reductoarele de armonice combinate Harmonic Drive au dimensiuni ușoare, compacte, zero joc de viteză și capacitate mare de cuplu. Sunt utilizate pe scară largă în diverse-aplicații de ultimă oră, cum ar fi roboți industriali, roboți umanoizi, echipamente de producție cu cristale lichide semiconductoare, echipamente fotovoltaice, instrumente optice și mașini-unelte de precizie.
Imagine
▲ Structura internă a unui reductor de armonici
Pentru a aborda rapoartele scăzute de reducere dincolo de capabilitățile reductoarelor de armonici, linia de produse HDSI include și reductoare de armonici de tip cutie planetară de precizie-. Procesul unic de deformare a angrenajului inel intern permite o angrenare mai strânsă a angrenajelor planetare, eliminând jocul și obținând eroarea de transmisie de precizie.
Imagine
▲ Angrenaje planetare armonice
Un reductor de antrenare armonică este un sistem de transmisie a angrenajului care utilizează un generator de undă pentru a induce deformarea elastică controlabilă a unui angrenaj flexibil, care apoi se îmbină cu un angrenaj rigid pentru a transmite mișcarea și puterea.
Imagine
▲ Angrenaje planetare armonice
Sumitomo, un producător japonez de mașini de construcții sub Sumitomo Group, una dintre companiile Fortune 500, se mândrește cu peste 400 de ani de istorie. De la dezvoltarea primului său excavator hidraulic în 1967 folosind propria tehnologie, excavatoarele hidraulice Sumitomo sunt acum utilizate pe scară largă în întreaga lume.
Imagine
▲ Sumitomo Reducer
Reductoarele Sumitomo includ o varietate de modele, cum ar fi cutii de viteze elicoidale mari Sumitomo, reductoare planetare Sumitomo, reductoare cu angrenaje elicoidale Sumitomo și reductoare cu roți elicoidale Sumitomo. Cu un raport mare de reducere și o eficiență ridicată, sistemul de prindere cu dinți-pin folosește frecare de rulare de tip manșon-, eliminând alunecarea relativă pe suprafețele de plasare. Eficiența de reducere primară poate ajunge la 94%.
02
Ca vârf al mașinilor de precizie, reductoarele posedă cerințe tehnice extrem de ridicate. Reductoarele RV sunt compuse în întregime din componente de-înaltă precizie, cu roți dințate. Acest lucru impune cerințe extrem de mari pentru știința materialelor, echipamente de prelucrare de precizie, precizie de prelucrare, tehnici de asamblare și tehnologie de testare de înaltă-precizie.
Imagine
Companiile interne desfășoară adesea cercetare și dezvoltare prin inginerie inversă, achiziționând date fără a înțelege principiile care stau la baza. Prin urmare, în timp ce unele companii interne au realizat progrese tehnologice semnificative, reductoarele autohtone se confruntă cu provocări de dezvoltare în ceea ce privește păstrarea preciziei, durata de viață a preciziei și durata de viață a produsului. Aceste provocări au ca rezultat o consistență slabă și o reproductibilitate limitată între produse.
Mai mult, echipamentul folosit pentru fabricarea componentelor reductorului este extrem de scump. De exemplu, o polizor de suprafață Meigler costă aproape 10 milioane RMB pe unitate. Fără un volum de producție suficient, costul de amortizare al acestui echipament este prohibitiv de mare.
Imagine
Reductoarele de precizie autohtone costă mai mult decât concurenții lor străini, dar performanța lor este inferioară. Desigur, vânzările sunt scăzute și este imposibil să obții economii de scară și profitabilitate. Fără profitabilitate și volum, există resurse insuficiente pentru îmbunătățirea tehnologică, cercetare și dezvoltare și nu există nicio modalitate de a stabili controlul calității, cu atât mai puțin de a îmbunătăți tehnologia și performanța.
Imagine
În prezent, există două tipuri principale de reductoare utilizate în robotică: reductoare RV și reductoare armonice. La roboții articulați, reductoarele RV oferă o rigiditate și o precizie de rotație mai mari, așa că sunt de obicei plasate în locații cu sarcini grele-cum ar fi baza, brațele și umerii, în timp ce reductoarele armonice sunt plasate în antebraț, încheietura mâinii sau mână.
Imagine
Japonia deține un lider dominant în -roboți reductoare de înaltă precizie. În prezent, 75% dintre reductoarele de precizie ale industriei robotice globale sunt monopolizate de companiile japoneze Nabtesco și HarmonicDrive (cunoscute în mod obișnuit în industrie ca reductoare RV și reductoare armonice). Aceste două companii furnizează reductoare marilor producători internaționali de roboți, inclusiv ABB, FANUC și KUKA.
Imagine
Potrivit experților din industrie, marii producători internaționali de roboți precum ABB, FANUC, Yaskawa și Kuka se bazează cu toții pe aceste două companii japoneze pentru reductoarele lor. Aceste companii au, de asemenea, condiții de cooperare foarte stricte: nu pot folosi produse de la alte companii atunci când folosesc produsele acestor două companii, altfel parteneriatul lor va fi reziliat.
Imagine
Componentele de bază au fost mult timp o constrângere pentru dezvoltarea rapidă a industriei robotice din China. Dacă vrem să realizăm industrializarea, să ne eliberăm de constrângerile companiilor străine de roboți și să obținem independență în domeniul roboticii, trebuie să accelerăm localizarea reductoarelor.
