Die von globalen Industrierobotern verwendeten Präzisionsreduzierer werden grundsätzlich von Japan monopolisiert. Obwohl es in China in den letzten Jahren serienmäßig hergestellte Untersetzungsgetriebe für Wohnmobile gibt, entscheiden sich nur wenige inländische Roboterunternehmen für sie. Derzeit sind die Reduzierer auf dem chinesischen Markt im Allgemeinen auf Importe angewiesen.
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▲Japanischer Yaskawa-Roboter schält Erbsen mit einem Messer
Als traditionelles Fertigungskraftwerk nehmen die Reduzierprodukte aus Deutschland, Italien, Japan und anderen Ländern in Bezug auf Materialien, Designniveau, Qualitätskontrolle, Präzision, Leistungsdichte, Zuverlässigkeit und Lebensdauer eine führende Position in der Branche ein.
Im Bereich der mechanischen Übertragung ist das Untersetzungsgetriebe ein Zwischengerät, das die Stromquelle und den Aktuator verbindet. Normalerweise nutzt es die Hochgeschwindigkeitslaufleistung des Elektromotors und des Verbrennungsmotors, um den Zweck der Verzögerung über das kleine Zahnrad auf der Eingangswelle und das große Zahnrad auf der Abtriebswelle zu erreichen. Und mehr Drehmoment übertragen.
Angetrieben durch die Entwicklung von Luft- und Raumfahrt-, Robotik- und medizinischen Geräten ist die Nachfrage nach Hochleistungs-Präzisionsreduzierern mit einfacher und kompakter Struktur, hoher Übertragungsleistung, geringem Geräuschpegel und stabiler Übertragung gestiegen, darunter RV-Reduzierer und Harmonic-Reduzierer als Präzisionsreduzierer sind zwei Arten von Reduzierstücken, die in der Maschine am schwersten sind.
Das Präzisionsgetriebe ist ein Kraftübertragungsmechanismus, der einen Getriebegeschwindigkeitswandler verwendet, um die Drehzahl des Motors auf die gewünschte Drehzahl zu reduzieren und ein Gerät mit größerem Drehmoment zu erhalten.
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▲Nabtesco-Reduzierstück
Derzeit gibt es auf der Welt nicht viele Hersteller von Präzisionsreduzierern mit großer und zuverlässiger Leistung, und der größte Teil des Marktanteils wird von japanischen Unternehmen besetzt: Der RV-Reduzierer von Nabtesco macht etwa 60 Prozent aus, der harmonische Reduzierer von Harmonica etwa 15 Prozent Prozent. Es gibt auch Sumitomo Heavy Industries (SUMITOMO, Anteil nicht gefunden). Besonders im Bereich der Robotik ist der Anteil der Anwendungen überwältigend.
Nabtesco (Nabtesco) entsteht durch den Zusammenschluss zweier japanischer Unternehmen, Teijin Seiki und Nabok (die 1956 Japans erste automatische Tür herstellten). Als Hersteller von Bewegungssteuerungssystemen und -komponenten beherrschen beide Unternehmen High-End-Kerntechnologien und kontrollieren einen großen Marktanteil in ihren spezifischen Geschäftsfeldern.
Als weltweit größter Hersteller von Präzisions-Zykloiden-Untersetzungsgetrieben produziert Nabtesco Hochleistungs-Untersetzungsgetriebe, Hohlwellen-Untersetzungsgetriebe sowie einachsige Servoaktuatoren und -steuerungen.
Die von ihr hergestellten Präzisionsgeräte weisen ein hohes Drehmoment, eine hohe Steifigkeit und eine hohe Überlaststoßbelastbarkeit bei gleichzeitig hoher Präzision und sehr geringem Rücklaufspiel auf und werden häufig in Satelliten, Radarantennen, Industrierobotern, Halbleitern und der Schweißtechnik eingesetzt und anderen Branchen im Bereich der Automatisierung.
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▲An jedem Gelenk eines Industrieroboters wird ein Präzisionsreduzierer angebracht
Das japanische Unternehmen Harmonic Drive Systems Inc. (kurz HDSI) ist führend im Bereich der allgemeinen Bewegungssteuerung. Das von ihm hergestellte kombinierte harmonische Untersetzungsgetriebe Harmonic Drive zeichnet sich durch geringes Gewicht, geringe Größe, kein Getriebespiel und hohe Drehmomentkapazität aus. Es wird häufig in verschiedenen hochmodernen Bereichen wie Industrierobotern, humanoiden Robotern, Geräten zur Herstellung von Halbleiter-Flüssigkristallen, Photovoltaikgeräten, optischen Instrumenten und Präzisionswerkzeugmaschinen eingesetzt.
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▲Interne Struktur des harmonischen Reduzierers
Um den Bereich mit niedrigen Untersetzungsverhältnissen abzudecken, den der harmonische Reduzierer nicht erreichen kann, umfassen HDSI-Produkte auch den harmonischen Reduzierer Harmonic Planetary vom Präzisionsplanetengetriebetyp. Durch den einzigartigen Verformungsprozess des inneren Hohlrads kann das Planetenrad enger damit in Eingriff kommen, das Spiel eliminiert und ein Übertragungsfehler auf Präzisionsniveau erreicht werden.
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▲ Harmonisches Planetengetriebe, harmonisches Planetengetriebe
Harmonic Drive Reducer ist ein Getriebesystem, das auf einem Wellengenerator basiert, um eine kontrollierbare elastische Verformung flexibler Zahnräder zu erzeugen, und mit starren Zahnrädern kämmt, um Bewegung und Kraft von Anfang an zu übertragen.
Das japanische Unternehmen Sumitomo SUMITOMO ist ein Baumaschinenhersteller der Sumitomo-Gruppe, eines der 500 größten Unternehmen der Welt mit einer mehr als 400-jährigen Geschichte. Nachdem Sumitomo Products 1967 den ersten Hydraulikbagger mit eigener Technologie entwickelte, ist Sumitomo heute weltweit aktiv. Silhouette eines Hydraulikbaggers.
Das Sumitomo-Untersetzungsgetriebe umfasst verschiedene Arten von Untersetzungsgetrieben, wie das große Sumitomo-Stirnradgetriebe, das Sumitomo-Planetengetriebe, das Sumitomo-Stirnradgetriebe, das Sumitomo-Schneckengetriebe usw. Das Untersetzungsverhältnis ist groß, der Wirkungsgrad hoch und das Stiftzahneingriffssystem hülsenartige Rollreibung, die Eingriffsoberfläche weist kein relatives Gleiten auf und der Reduktionswirkungsgrad der ersten Stufe kann 94 Prozent erreichen.
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Als Spitzenreiter der Präzisionsmaschinenindustrie ist die technische Schwelle des Untersetzungsgetriebes sehr hoch. Das RV-Untersetzungsgetriebe besteht vollständig aus hochpräzisen Komponenten und miteinander kämmenden Zahnrädern. Präzisionsdetektionstechnik stellt höchste Anforderungen.
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Die meisten inländischen Forschungs- und Entwicklungsunternehmen erhalten Daten durch Reverse Engineering. Sie sind sich dessen voll bewusst, wissen aber nicht, warum. Obwohl einige inländische Unternehmen auf technischer Ebene große Durchbrüche erzielt haben, gibt es daher Schwierigkeiten bei der Forschung und Entwicklung inländischer Reduzierstücke im Hinblick auf Genauigkeitserhaltung, Präzisionslebensdauer und Produktlebensdauer. Verschiedene Schwierigkeiten führen zu einer schlechten Konsistenz der Haushaltsreduzierer. geringe Reproduzierbarkeit.
Andererseits ist die Ausrüstung zur Bearbeitung und Herstellung der Teile des Reduzierstücks sehr teuer. Beispielsweise liegt der Stückpreis des Megale-Flachschleifers bei fast 10 Millionen Yuan. Ohne ausreichende Produktionsunterstützung sind die Amortisationskosten der Ausrüstung erschreckend hoch.
Die Kosten für inländische Präzisionsreduzierer sind höher als für ausländische Konkurrenten, aber ihre Leistung ist schlechter als die ihrer Konkurrenten. Natürlich ist das Verkaufsvolumen nicht gut und es ist unmöglich, Skaleneffekte und Rentabilität zu erzielen. Ohne Gewinn, ohne Chargen werden die Ressourcen nicht ausreichen, um technologische Verbesserungen, Erkundungen sowie Forschung und Entwicklung durchzuführen, und es wird keine Möglichkeit geben, eine Qualitätskontrolle durchzuführen, und es wird keine Möglichkeit geben, Technologie und Leistung zu verbessern.
Derzeit werden im Roboterbereich hauptsächlich zwei Arten von Untersetzungsgetrieben eingesetzt: der RV-Untersetzungsgetriebe und der harmonische Untersetzungsgetriebe. Da der RV-Reduzierer bei Gelenkrobotern eine höhere Steifigkeit und Rotationsgenauigkeit aufweist, wird der RV-Reduzierer im Allgemeinen auf der Basis, dem Ausleger, der Schulter und anderen schweren Lasten platziert, und der harmonische Reduzierer wird auf dem Unterarm, dem Handgelenk oder der Hand platziert.
Bei hochpräzisen Roboterreduzierern hat Japan einen absoluten Vorsprung. Derzeit werden 75 Prozent der Präzisionsreduzierer in der globalen Roboterindustrie von den japanischen Unternehmen Nabtesco und HarmonicDrive (in der Branche allgemein als RV-Reduzierer und harmonische Reduzierer bekannt) monopolisiert, darunter ABB, FANUC und die Reduzierer internationaler Mainstream-Roboterhersteller wie KUKA werden von den beiden oben genannten Unternehmen bereitgestellt.
Laut Brancheninsidern liefern ABB, FANUC, Yaskawa, KUKA und andere internationale Mainstream-Roboterhersteller allesamt Reduzierstücke der beiden oben genannten japanischen Unternehmen und haben mit den beiden Unternehmen sehr strenge Kooperationsbedingungen, d. h. bei der Verwendung dieser Produkte zwei Unternehmen können die Produkte anderer Unternehmen nicht mehr nutzen, andernfalls wird die Zusammenarbeit beendet.
Kernkomponenten haben die rasante Entwicklung chinesischer Roboter schon immer eingeschränkt. Wenn wir die Industrialisierung von Robotern vorantreiben, die Zwänge ausländischer Roboterunternehmen beseitigen und Autonomie im Roboterbereich erlangen wollen, müssen wir die Lokalisierung von Reduzierstücken auf der Tagesordnung setzen.
