工業(yè)機(jī)器人軸承的研究與應(yīng)用建議

劉成斌

（洛陽(yáng)維斯格軸承有限公司，河南洛陽(yáng)，471000）

工業(yè)機(jī)器人軸承，準(zhǔn)確地說(shuō)應(yīng)該叫做用于工業(yè)機(jī)器人的軸承，主要包括：薄壁球軸承、交叉圓柱滾子軸承、諧波減速機(jī)柔性軸承等。

一、工業(yè)機(jī)器人軸承的發(fā)展現(xiàn)狀

工業(yè)機(jī)器人軸承作為工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵配套基礎(chǔ)零部件之一，在我國(guó)還是一個(gè)相對(duì)薄弱環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有的軸承國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)不能滿足和指導(dǎo)工業(yè)機(jī)器人軸承的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和檢驗(yàn)。

洛陽(yáng)維斯格軸承有限公司多年來(lái)一直致力于工業(yè)機(jī)器人軸承的研究與開(kāi)發(fā)，現(xiàn)已形成等截面薄壁軸承、交叉圓柱滾子軸承、諧波減速器柔性軸承三大類型系列產(chǎn)品，產(chǎn)品從內(nèi)徑Φ15mm 到外徑Φ650mm,精度從P0 到P2 級(jí)均可生產(chǎn)制造，完全能夠滿足工業(yè)機(jī)器人主機(jī)廠的需要。

公司在工業(yè)機(jī)器人軸承研制和生產(chǎn)實(shí)踐中，為使工業(yè)機(jī)器人軸承生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，先后編制了工業(yè)機(jī)器人用等截面薄壁軸承樣本、輕型十字交叉圓柱滾子軸承樣本、諧波減速器柔性軸承樣本，制定了產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)專家論證、質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局備案，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌。

公司等截面薄壁軸承系列產(chǎn)品于2004 年被認(rèn)定為高新技術(shù)產(chǎn)品，企業(yè)被認(rèn)定為高新技術(shù)企業(yè)，2006 年公司被國(guó)家科技部認(rèn)定為國(guó)家火炬計(jì)劃項(xiàng)目承擔(dān)單位，當(dāng)年獲得國(guó)家創(chuàng)新型中小企業(yè)發(fā)展基金支持。

目前，洛陽(yáng)維斯格軸承有限公司專業(yè)從事工業(yè)機(jī)器人軸承研究與開(kāi)發(fā)，十年來(lái)累計(jì)生產(chǎn)銷售各種機(jī)器人軸承近20 萬(wàn)套，遠(yuǎn)銷歐美、日本、韓國(guó)、新加坡、中國(guó)臺(tái)灣等國(guó)家和地區(qū)，同時(shí)也為國(guó)內(nèi)多家從事工業(yè)機(jī)器人及零部件研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)、科研單位提供產(chǎn)品配套和技術(shù)支持服務(wù)。

二、應(yīng)用與建議

據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)從事機(jī)器人研究的人員是世界上最多的，研究時(shí)間也很長(zhǎng)，但具有諷刺意味的是：至今仍然沒(méi)有掌握機(jī)器人的核心技術(shù)。工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件如驅(qū)動(dòng)器、交/直流伺服電機(jī)、精密減速器仍然依賴進(jìn)口，成為中國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的瓶頸。面對(duì)這種狀況，甚至曾有聲音質(zhì)疑過(guò)工業(yè)機(jī)器人在中國(guó)還要不要發(fā)展？

為了國(guó)家的利益和民族的復(fù)興，我們誠(chéng)然對(duì)中國(guó)工業(yè)機(jī)器人充滿信心和期待。

據(jù)工信部裝備工業(yè)司副司長(zhǎng)王衛(wèi)明透露，對(duì)于機(jī)器人領(lǐng)域的驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、減速器三方面關(guān)鍵零部件的開(kāi)發(fā)，工信部與財(cái)政部正在協(xié)調(diào)考慮相關(guān)支持政策。對(duì)于關(guān)鍵零部件國(guó)產(chǎn)化的未來(lái)，機(jī)器人國(guó)家工程研究中心副主任、中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟主席曲道奎充滿樂(lè)觀態(tài)度，他認(rèn)為只要有市場(chǎng)、有需求，隨著主機(jī)廠商隊(duì)伍的壯大，配套企業(yè)的技術(shù)水平和產(chǎn)品供給會(huì)相應(yīng)跟上來(lái)。但愿這些都能為工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的振興增添正能量。

在多年的實(shí)踐中，我們結(jié)合周遭的事例，特別建議：

1. 培養(yǎng)合格的人才隊(duì)伍

習(xí)總書(shū)記強(qiáng)調(diào)：“空談?wù)`國(guó)，實(shí)干興邦”。五年來(lái)，我們?cè)跒閲?guó)內(nèi)多家工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)廠家提供配套和技術(shù)服務(wù)的過(guò)程中，感到有些現(xiàn)象帶有普遍性。例如做機(jī)器人總體設(shè)計(jì)的人員，對(duì)如何選擇和配置軸承，如何選擇公差和配合，主機(jī)的精度如何保證，相關(guān)配套件的要求是什么，如何檢驗(yàn)和組配等，都似乎不夠?qū)I(yè)。更有甚者，設(shè)計(jì)上是照貓畫(huà)虎，不求甚解；制造上是粗制濫造，疏于檢驗(yàn)和控制；組配上是只裝不配，裝配出來(lái)的產(chǎn)品在精度、靈活性、振動(dòng)與噪音等方面，與國(guó)外同類產(chǎn)品有一定差距。甚至有的企業(yè)買回國(guó)外機(jī)器人樣機(jī)仿制、測(cè)繪后再組裝起來(lái)，卻成了“殘疾人”，完全不能正常工作。上述情況雖然不是全部，但確實(shí)比較普遍。

現(xiàn)實(shí)說(shuō)明，在中國(guó)機(jī)器人領(lǐng)域的各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造，從主機(jī)到零部件，確實(shí)存在缺乏合格人才的困局。目前在這一領(lǐng)域，我們既需要合格的設(shè)計(jì)師，也要有合格的工藝師及能工巧匠。因此，在振興機(jī)器人關(guān)鍵零部件的同時(shí)，打造出一批優(yōu)秀的專業(yè)人才隊(duì)伍是當(dāng)務(wù)之急。

2. 克服重主機(jī)、輕部件的傾向

國(guó)內(nèi)裝備制造業(yè)發(fā)展長(zhǎng)期存在重主機(jī)、輕部件的突出問(wèn)題。隨著我國(guó)主機(jī)水平的提高，基礎(chǔ)零部件落后于主機(jī)的瓶頸現(xiàn)象日益顯現(xiàn)，以至于國(guó)家重點(diǎn)支持發(fā)展的18 個(gè)重大技術(shù)裝備重點(diǎn)領(lǐng)域中，大部分產(chǎn)品的關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件都依賴進(jìn)口，受制于人。

這里要特別一提的是：在國(guó)家開(kāi)始重視基礎(chǔ)零部件的開(kāi)發(fā)并給予相關(guān)的政策支持的時(shí)候，不能再犯老錯(cuò)誤，對(duì)基礎(chǔ)零部件的基礎(chǔ)零件——軸承和齒輪行業(yè)，同樣應(yīng)該給予重視。

目前在精密減速機(jī)領(lǐng)域，用于工業(yè)機(jī)器人的主要是兩種減速機(jī)，一是諧波減速機(jī)，二是RV 擺線針輪減速機(jī)。這兩種減速機(jī)的基礎(chǔ)零件是軸承和齒輪。減速機(jī)的高精度、高可靠性也是來(lái)自于高精度、高可靠性的軸承和齒輪。在振興基礎(chǔ)零部件的時(shí)候，不可忘記它們。

所幸的是，國(guó)內(nèi)不少專家及領(lǐng)導(dǎo)已經(jīng)注意到這一點(diǎn)，有不少專家指出：在高端智能制造裝備關(guān)鍵零部件及通用零部件領(lǐng)域，要重點(diǎn)發(fā)展高性能、高精密和可靠性軸承、液壓/氣動(dòng)/密封元件、齒輪傳動(dòng)裝置及大型精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具等。

3. 關(guān)注國(guó)際技術(shù)發(fā)展

目前，在機(jī)器人高精度諧波減速器中，其齒輪傳動(dòng)采用雙圓弧齒廓，可以有效改善柔輪齒根的應(yīng)力狀況和傳動(dòng)嚙合質(zhì)量，提高承載能力、扭轉(zhuǎn)剛度和柔輪疲勞壽命，并可降低最小的傳動(dòng)比。在上世紀(jì)90 年代初，這項(xiàng)技術(shù)已基本完善，該領(lǐng)域的國(guó)際市場(chǎng)主要被日本企業(yè)壟斷，而中國(guó)才剛剛起步。

相比于諧波減速機(jī)，RV 減速機(jī)具有更高的剛度和回轉(zhuǎn)精度。目前其發(fā)展方向是如何通過(guò)對(duì)內(nèi)部軸承的配置、材料及熱處理工藝的改進(jìn)，增加減速機(jī)的扭轉(zhuǎn)剛度、最大抗彎彎矩，提高其在頻繁加減速等惡劣工況下的使用壽命。目前這一領(lǐng)域也被日本企業(yè)壟斷國(guó)際市場(chǎng)。

總之，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人事業(yè)正在蓬勃發(fā)展，加速振興基礎(chǔ)零部件意義重大，任重道遠(yuǎn)。