減速器，大家可能都不太清楚是什麼東西，說簡單點，就是讓轉子的轉動速度變慢的機器。這種機器應用很廣泛，例如汽車的變速箱、數碼相機鏡頭、船舶推進螺旋槳、高精度加工機床等等，最近火起來的應用是工業機器人，其關節處需要大量使用到減速器。今天咱們就來聊聊世界上最精密的減速器製造商——日本Nabtesco和HarmonicDrive。
變速箱
目前主流的減速器分為RV（Rotate Vector旋轉矢量）減速器和諧波齒輪減速器兩種。前者被日本ナブテスコ株式會社 - Nabtesco納博特斯克壟斷，後者被日本HarmonicDrive哈默納科壟斷，包括ABB、FANUC、KUKA等國際主流機器人廠商的減速器均由上述兩家公司提供。其中HarmonicDrive哈默納科在工業機器人關節領域擁有15%的市場佔有率，Nabtesco納博特斯克擁有60%。也就是說，目前全球機器人行業75%的精密減速機被日本壟斷，剩餘25%被德國、意大利、美國等瓜分。
Nabtesco納博特斯克
HarmonicDrive哈默納科
RV減速器由擺線針輪和行星支架組成，其體積小、抗衝擊力強、扭矩大、定位精度高、振動小、減速比大，被廣泛應用於工業機器人、機床、醫療檢測設備、衛星接收系統等領域。
工業機器人
RV減速器具有高得多的疲勞強度、剛度和壽命，而且回差精度穩定，包括我國在內的許多國家的機器人傳動系統多采用RV減速器。其可用於各種場景，可耐受高功率、長時間使用，一般將其放置在機座、大臂、肩部等重負載的位置。
RV減速器
RV減速器
諧波齒輪減速器是一種由固定的內齒剛輪、柔輪和使柔輪發生徑向變形的諧波發生器組成。這是一種新型傳動結構，其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。
諧波齒輪減速器
諧波齒輪減速器
諧波齒輪減速器
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、高減速比等優點，和普通減速器相比，使用的材料要少50%，體積及重量至少減少1/3。特別是在高動態性能的伺服系統中，採用諧波齒輪傳動更顯示出其優越性。它傳遞的功率從幾十瓦到幾十千瓦，但其易損耗，大功率的諧波齒輪傳動多用於短期工作場合，如不長時間工作或承載重量較小的高精密型工業機器人末端關節處，如小臂、腕部或手部。
高精度工業機器人
諧波齒輪減速器
諧波齒輪減速器
稍微瞭解過機器人行業的朋友都知道，減速器對於機器人的性能、精度、壽命都起著決定性的作用，一臺工業機器人30-40%的成本都在減速器上。
汽車工業機器人
關節較多、精度要求的超高精密機器人，例如用於芯片、電路板、微型材料等加工的機器人，高端減速器在其中的佔比更高，價格也更貴，成本甚至要成倍增加。
芯片產業機器人
當今全球工業機器人使用的精密減速器基本都被日本壟斷，我國的減速器普遍也是依賴進口。雖然我國最近也量產了RV減速器，但卻鮮有企業選用，因為國產的在性能指標上短期內能達到要求，但由於質量控制和工藝的問題，很容易磨損報廢，壽命太短。在中國試圖自主製造的高級設備中，都存在類似的問題。
國產減速器
減速器，作為一種小體積，大傳動比，零背隙，超高傳動/體積比的減速機，是精密機械工業的巔峰之作之一。其由高精度的元件、齒輪相互齧合，對材料科學、精密加工裝備加工精度、裝配技術、高精度檢測技術都有極高的要求。德國人勞倫茲·勃朗於1926年首次提出一種少齒差行星傳動機構，日本Nabtesco納博特斯克公司1980年提出RV減速器設計，1986年獲得實質性突破，90年代才得以大規模生產使用。而我國十二五規劃才將精密減速器納入重點發展項目，技術是沒有捷徑可走的。不誇張的說，國內RV減速器的發展水平還停留在日本九十年代初期，落後至少25年。
減速器
據業內相關人士介紹，1臺精密減速器，工業機器人國際巨頭採購價為3~5萬元，賣給我國重要客戶約7~8萬元，一般的普通客戶約12~15萬元。國內企業採購精密減速機的成本比國際巨頭貴一倍還多，可見掌握不了核心技術，我們要為別人貢獻多少利潤。
精密減速器
精密減速器
希望我國能夠努力追趕，彎道超車，生產出比肩納博特斯克的精密減速器，結束這一領域被人卡脖子的歷史。
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