從跟跑到趕超，國產減速機的“加速運動”
http://www.199rrr.com 2024-01-08 15:08 來源：美的工業技術
當下，智能制造已成為全球工業制造領域的大勢所趨，柔性化的供應鏈逐漸替代傳統的低韌性體系，對制造企業的智能制造能力提出了更高要求。與此同時，隨著我國新型工業化建設大力推進，構建完善的現代化高端制造體系成為題中之義，保障產業鏈、供應鏈安全可控亦成為智能制造的重要一環。智能制造領域熱潮奔涌，機器人則是其中必不可少的角色。
機器人產業近年來發展勢頭旺盛，潛力巨大，已成為各國競相爭奪的戰略高地。隨著軟硬件技術的持續進步，機器人不斷擁有更高的精度、更強的適應性和更廣闊的應用范圍，從工業制造延伸到醫療、服務等領域，逐漸成為促進經濟社會高質量發展的重要力量。與此同時，在機器人核心零部件的技術創新方面，中國企業無論是研發還是制造都取得了顯著進展。例如，伺服電機、減速機、控制器等關鍵部件的國產化水平越來越高。其中，以機器人的“關節”——減速機為例，我們可以看到包括美的工業技術在內的國內企業主動挑起了大梁，開啟了國產減速機的“加速運動”。
美的工業技術高性能諧波減速機
以核心技術突破減速機發展瓶頸
中國機器人市場規模占據了全球市場的52%，連續十年成為全球最大市場。據《中國機器人產業發展報告(2022年)》預測，2024年全球機器人市場規模有望突破650億美元，市場空間非常廣闊。其中，中國品牌的工業機器人增長是最近十年來同比最快的，幾乎超過一半的國民經濟領域都在應用自主品牌機器人。
未來隨著技術進步和場景拓展，機器人行業還將呈持續增長態勢。工業機器人主要應用于汽車、電子、食品、醫藥等行業的生產線，通過提高生產效率和準確性，幫助企業降低成本、提升競爭力。以工業機器人為例，精密減速機的成本占比為30%左右，在人形機器人中這一比值則更高。
由此可見，減速機與高端制造產業發展息息相關，為更好地推動中國現代化產業升級，國家及相關主管部門制定了一系列的支持、指導類政策，進而推動減速機朝著高精密、高性能、進一步提高能效、實現國產化替代等方向發展，力圖解決制約機器人發展的瓶頸。2023年6月，工信部等五部門印發《制造業可靠性提升實施意見》，要求重點提升工業機器人用精密減速器等關鍵專用基礎零部件的可靠性水平，意味著未來高端裝備制造將對標國際同類產品先進水平，率先成為制造業“長板”。 隨著國內RV減速機和諧波減速機的部分量產，國內精密減速器行業進入國產替代階段。
正是在這種高端技術轉型的大勢所趨之下，美的工業技術敏銳地洞察到市場需求，依托自身在精密制造領域的強大實力和多年實踐，自2019年開始專注于精密減速機的研發與制造，并在齒輪、軸承、材料、仿真、摩擦磨損及潤滑等關鍵領域積累了豐富的經驗。
比如市場上的諧波減速機雖已初步實現國產化且品種繁多，但目前大多數國產品牌的產品質量和國外知名品牌還存在一定的差距，其精度及壽命仍落后于國外領頭企業的產品。諧波減速機作為工業機器人的核心零部件，其精度、耐久性等性能水平直接決定機器人整機的性能。除了巨大的成本投入等因素之外，由于缺乏正向設計技術和基礎技術研究，對于在應用端發生的抖動、噪音、泄露及失效等問題，缺少有效的解決方案。無法滿足機器人廠商的高質量配套標準，更難以應對目前柔性化的智能加工生產企業在小批量多品種、快速轉換生產線方面面臨的成本和時間問題。
針對這一系列“疑難雜癥”，美的工業技術從組建行業領先的研發團隊入手，聚焦減速機精度和使用壽命提升加大研發力度。如今，其具有自主知識產權的正向設計技術和行業首創M型齒設計，推動減速機產品的承載力與壽命大幅提升，整體性能已得到“國際先進”水平鑒定，讓當前國產化減速機“卡脖子”技術難題得到有效破解，更以產業化的生產應用推動我國機器人產業高質量發展。
助力中國機器人產業更深、更遠發展
對于無論是有定制化生產還是大規模成品加工需求的制造企業客戶來說，這些顯著的技術特色都能為其添磚加瓦。一些精密部件的加工對產品精度有著嚴苛的要求，機器人所能達到的加工精度當然是客戶考量的第一標準。同樣，對于重復大批量生產的需求，24小時不間斷工作條件下的加工壽命就關乎到企業的直接效益。高性能諧波減速機的耐久性等性能水平直接決定機器人的使用價值和可發揮的加工用途，以及能否在不同的自動化產線上靈活且持久運作。
依托在精益制造、研發與專利領域的優勢，美的工業技術在減速機領域已收獲80項技術專利，成為國產減速機行業的新銳力量。穩定可靠高精度是衡量減速機性能的重要標尺，美的工業技術高性能諧波減速機在材料源頭采用兼具高精度和高剛性的行業高標準材料，在空程、滯后損失、傳動誤差、扭轉剛性等指標方面均媲美行業標桿；優化結構設計，采用柔輪變壁厚設計等高精度仿真技術，降低柔性軸承受力，從而大大提升減速機壽命；獨創M齒形設計，提升齒形同時嚙合率，大幅提升產品承載力與壽命。
美的工業技術高性能諧波減速機亮相行業展會
檢測顯示，美的工業技術的高性能諧波減速機產品壽命超過10000小時，達到行業領先水平。具體來說，產品初始精度≤1角分，并保證10000小時后精度退化量≤1角分，真正以穩定可靠高精度的減速機產品，賦能高端機器人的廣闊應用。如今，美的工業技術高性能諧波減速機已測試或量產導入部分機器人“四大家族”、國內及日系頭部企業，在仿生機器人、工業機器人、協作機器人、服務機器人及工業自動化等多元場景展現出巨大的應用潛力。
針對制造企業的調研顯示，當制造商謹慎考慮2024年的預算時，自動化和機器人等相關技術必然成為首要考慮因素：部署這些技術不僅對于提高生產效率、質量至關重要，也能降低制造業工人經常面臨的一些高危環境風險。同時，先進的自動化生產線有助于企業縮小與競爭對手之間的差距。相信隨著以美的工業技術高性能諧波減速機為代表的國產機器人核心部件企業崛起，憑借快速迭代的技術創新與成本等優勢，我國機器人的應用與普及將更上一個層次，而我國工業機器人及核心部件競爭力的提升也將進一步為我國工業、經濟的高質量發展注入強勁動力。
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