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【原创】绿的谐波:谐波减速器的发展及趋势
文章来源自:高工机器人网
2018-12-26 09:06:04 阅读:46478
摘要作为机器人谐波减速器行业龙头企业及三个国家标准主要编写起草单位,苏州绿的谐波以国际领先的产品性能和质量赢得国内外良好声誉,目前年销量位居全球第二名。

  【文/廖文清】作为机器人谐波减速器行业龙头企业及三个国家标准主要编写起草单位,苏州绿的谐波以国际领先的产品性能和质量赢得国内外良好声誉,目前年销量位居全球第二名。

  在2018年12月17日由高工机器人、高工产研联合举办的利元亨·2018高工机器人年会暨阿童木机器人·高工金球奖颁奖典礼”上,绿的谐波储建华博士发表了《谐波减速器发展及趋势》的演讲,阐释了谐波减速器的技术发展和趋势。

  技术发展

  过去的二十多年以来,绿的在7个方面对谐波减速器技术进行了创新。首先,独创“P”形齿及完整设计理论,其创新点主要体现在以下几个方面:突破传统willis定理建立非共轭齿形设计体系;齿高较低获得较大啮合量,承受大扭矩;齿宽较大,齿根弧度增大,断裂失效风险低;柔轮变形量较小,柔轮寿命得到极大提高;20%~30%的齿参与啮合,齿面比压较小。

  第二个方面是自主开发3D动态仿真设计软件,基于齿形大量修正的系数,基于不同的应用场景,反过来实现动态学啮合仿真。“谐波减速器虽然结构精简,但是工作过程中柔轮不断产生弹性变形,动态啮合过程数学模型非常复杂,理论上归结为复杂的数学难题。”储建华指出。

  第三个方面是揭示疲劳失效机理,建立柔轮疲劳寿命快速预测评估体系。特别是材料的摩擦,疲劳的断裂等。据悉,绿的谐波每年仅在材料方面的投入至少上千万,包括裂纹分析、寿命以及为什么产生的原因等。

  事实上,绿的每年都会推出一个新的产品,如何进行快速的评价?通过效率建立完整的寿命预测模型。一个减速器新品种开发出来,就可以评估出它的寿命,所以这个快速评价评估体系对我们来说是非常重要的,我们会用到一些表征的数据,包括疲劳性能参数、疲劳性能实验、机器学习算法,通过这样建立数学的模型,预测它的准确寿命。

  第四个方面是低振动控制及噪声抑制技术,目前绿的已经在齿形、修形方案、隔声结构、润滑脂、柔性轴承实现了突破。

  第五个方面是新型润滑机制与方法,通过数据的测试,绿的从空间域到频域进行展开,可以检测出润滑纸的润滑效果和寿命,包括一些横向应力的分析等,还涉及到低层次的基础性的研究。

  第六个方面是高性能柔性轴承技术。在这一方面,国内外的差距主要是在时间和经验的积累。“我们一直在不断积累大量的应用数据,出厂的每一个产品都可以追踪到原始的档案,当初是用什么样的原材料,什么热处理工艺,这样方便我们进行产品不断的迭代开发,所以通过大量的应用数据积累才能实现产品质量不断的上升和稳定。”储建华表示。

  第七个方面是建立谐波减速器综合性能快速测试方法及质量评价体系,目前,绿的已经建立了谐波减速器传动精度、传动效率、启动力矩、扭转刚度、回差等参数快速测试平台。

  未来趋势

  谐波减速器肯定会应用到越来越高端的领域,特别是医疗、半导体行业,一旦出现一次风险和事故影响非常大,绿的主要从设计、精密加工、智能制造和精密管控这几个方面实现大的提升。

  随着明年60万台/年的50亩新厂房逐步投入使用,加上现有20万台/年产能,未来综合产能达到80万台/年,使得用户成本、产品交期、产品质量一致性、柔性化定制等方面迈入一个新台阶。

  为适应协作机器人、服务机器人、特种机器人等快速发展需求,绿的适时新推出中空结构一体化谐波减速模组,融合集成有谐波减速器、超扁平力矩电机、EtherCAT总线型驱动器、绝对值中空编码器、制动器、智能传感器等于一体,大大简化了用户安装使用时间和成本,谐波减速模组的集成化并非硬件上的简单“1+1”,而是整体化设计、加工、装配、检测,减速模组具有非常高的精度、高转矩/体积比、低温升和超紧凑尺寸,实现极低振动和平滑运行,防护等级高达IP67,胜任恶劣工作环境。

  此外,为解决谐波减速器和电机匹配性问题,绿的谐波成功开发出与谐波减速器匹配的超扁平结构力矩电机、结构紧凑型伺服电机、EtherCAT总线型伺服驱动器等新产品,提供传动单元整体解决方案,大大节约整机用户硬件加工、装配及测试成本,增强整机产品的一致性和可靠性。

  “分工协作,绿的谐波作为硬件厂商专注于精密加工制造等苦活、累活,协助整机厂商个性化、定制化产品开发,从而有更多精力专注于系统控制、软件与集成应用等方面工作。”

  储建华最后说,“让我们一起拥抱机器人这个高端市场!”


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