最近看了一則新聞：機器人產業要破除“卡脖子”難題，感觸挺深。隨著人工成本的提高，工業機器人替換人已成為趨勢。工業機器人作為智能製造的基石，但核心零部件卻制約著我國機器人產業的發展，據相關調查顯示目前國內機器人減速器普通依賴進口。機器人產業在中國要成氣候，必須下決心解決核心零部件的問題。
下面介紹工業機器人核心精密零部件：減速器，與通用減速器相比，機器人用減速器要求具有傳動鏈短、體積小、功率大、質量輕和易於控制等特點。減速器行業，我們不得不提這行業兩巨頭是Nabtesco（帝人，也叫納博特斯克）和Hamonica Drive（哈默納科），業界俗稱（RV減速器和諧波減器）。他們幾乎壟斷了全球的機器人用減速器。這兩種減速器都是微米級的加工精度，光這一條在量產階段可靠性高就很難了，更別說幾千轉的高速運轉，而且還要高壽命。目前市面上的大量應用在工業機器人上的減速器主要有兩類：RV減速器和諧波減速器。
RV減速器：是少齒差齧合，但相對於諧波減速器，RV減速器通常用的是擺線針輪，RV減速器由擺線針輪和行星支架組成。相比諧波減速器，RV減速器的關鍵在於加工工藝和裝配工藝。RV減速器具有更高的疲勞強度、剛度和壽命，不像諧波傳動那樣隨著使用時間增長，運動精度會顯著降低，其缺點是重量重，外形尺寸較大。
RV減速器用於轉矩大的機器人腿部腰部和肘部三個關節，負載大的工業機器人，一二三軸都是用RV減速器。它較機器人中常用的諧波傳動具有高得多的疲勞強度、剛度和壽命，而且回差精度穩定，不像諧波傳動那樣隨著使用時間增長運動精度就會顯著降低，故世界上許多國家高精度機器人傳動多采用RV減速器，因此，該種RV減速器在先進機器人傳動中有逐漸取代諧波減速器的發展趨勢。
RV減速器分解圖
諧波減速器：用的也是少齒差齧合，諧波里的一種關鍵齒輪是柔性的，它需要反覆的高速變形，所以它比較脆弱，承載力和壽命都有限。
諧波減速器是諧波傳動裝置的一種，諧波傳動裝置包括諧波加速器和諧波減速器。諧波減速器主要包括：剛輪、柔輪、和徑向變形的波發生器三者組成。它是利用柔性齒輪產生可控制的彈性變形波，引起剛輪與柔輪的齒間相對錯齒來傳遞動力和運動。這種傳動與一般的齒輪傳遞具有本質上的差別，在齧合理論、集合計算和結構設計方面具有特殊性。諧波齒輪減速器具有高精度、高承載力等優點，和普通減速器相比，由於使用的材料要少50%，其體積及重量至少減少1/3。所以諧波減速機主用於小型機器人，特點是體積小、重量輕、承載能力大、運動精度高，單級傳動比大。一般用於負載小的工業機器人或大型機器人末端幾個軸。
諧波減速器分解圖
日本納博特斯克公司從1980年代初提出RV型設計到1986年RV減速器研究獲得實質性突破，花了6-7年時間；而國內率先拿出結果的南通振康和恆豐泰花費時間也為6-8年。是不是意味著我國本土企業就沒什麼機會了呢！可喜的是中國企業佈局若干年後，終於取得一些突破。國產主要由南通振康、秦川機床、武漢精華、浙江恆豐泰和浙江雙環傳動提供。據說南通振康產量已經突破萬臺，秦川機床生產線已經打通，產量正在逐步上升。秦川機床的是國家進口替代項目，秦川機床9萬套工業機器人關節減速器技術改造項目、工業機器人關節減速器生產線兩項合計投資3.14億元。
文章最後讓我們欣賞下：諧波減速器內部機構圖視頻
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