文章出處：知識(shí)中心 網(wǎng)責(zé)任編輯： 洛陽(yáng)軸承 閱讀量： 發(fā)表時(shí)間：2022-01-18 08:48:58
4 工業(yè)機(jī)器人軸承
4.1 軸承類型
減速器是工業(yè)機(jī)器人的核心部件，而軸承則是減速器的關(guān)鍵零件。工業(yè)機(jī)器人用減速器有RV減速器、諧波減速器、擺線針輪減速器、行星減速器等，用量最大，技術(shù)水平最高的是RV減速器和諧波減速器，掌握了這2類減速器軸承的技術(shù)，也就掌握了工業(yè)機(jī)器人減速器的最高技術(shù)。
如圖11所示，RV 減速器軸承包括作為減速器主軸承的薄壁角接觸球軸承，用于偏心軸定位和主體支承的薄壁圓錐滾子軸承，用于擺線輪支承的圓柱滾子(滾針)保持架組件以及用于齒輪支承的薄壁深溝球軸承。
1-直齒輪；2-軸；3-外殼；4-針齒；5-RV齒輪；6-主軸承；7-支撐凸緣；8-輸入齒輪；9-曲柄軸。
圖11 RV減速器軸承
Fig.11 RV reducer bearings
如圖12所示，諧波減速器軸承包括用于剛輪的薄壁交叉圓柱滾子軸承和用于柔輪的柔性軸承。
圖12 諧波減速器軸承
Fig.12 Harmonic reducer bearings
4.2 關(guān)鍵技術(shù)
工業(yè)機(jī)器人軸承的安裝空間有限，必須采用輕量化的薄壁軸承和異型軸承。另外，工業(yè)機(jī)器人的高載荷、高回轉(zhuǎn)精度、高運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、高定位速度、高重復(fù)定位精度、長(zhǎng)壽命、高可靠性的性能要求配套軸承也必須具備高承載能力、高精度、高剛度、低摩擦力矩、長(zhǎng)壽命、高可靠性的性能。輕量化與高性能之間相互矛盾，必須進(jìn)行綜合考慮：
1)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，不單以額定動(dòng)載荷為目標(biāo)函數(shù)，而是以額定動(dòng)載荷、剛度和摩擦力矩等多項(xiàng)指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)采用基于套圈變形的薄壁軸承有限元分析方法。
2)在制造工藝和裝備方面，研發(fā)應(yīng)用易變形、難裝卡、難加工的薄壁軸承，以及異型軸承的套圈鍛造、車(chē)加工、熱處理、磨加工、超精加工和裝配的特種加工工藝和工藝裝備；開(kāi)發(fā)機(jī)器人軸承動(dòng)態(tài)質(zhì)量高精度檢測(cè)技術(shù)，基于磨削變質(zhì)層控制的軸承套圈精磨加工工藝，薄壁軸承套圈微變形熱處理工藝；研發(fā)薄壁軸承負(fù)游隙和凸出量精確控制技術(shù)、精密裝配技術(shù)和套圈非接觸測(cè)量技術(shù)。
4.3 市場(chǎng)分析
從全球市場(chǎng)角度來(lái)看，歐洲和日本是工業(yè)機(jī)器人主要供應(yīng)商，ABB、庫(kù)卡(KUKA)、發(fā)那科(FANUC)、安川電機(jī)(YASHAWA)占據(jù)工業(yè)機(jī)器人的主要市場(chǎng)份額，約占全球市場(chǎng)份額的50%。機(jī)器人減速器70%以上市場(chǎng)份額由日本納博特斯克(Nabtesco，生產(chǎn)RV減速器)和哈默納科(Har-monic drive，生產(chǎn)諧波減速器)壟斷。由表6可知，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)及國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)量處于高速發(fā)展階段：2014年全國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)售5.7×104臺(tái)，國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)售1.7×104臺(tái)，占比29.8%；2016年全國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)售8.9×104臺(tái)，國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)售2.9×104臺(tái)，占比32.6% ；2020年全國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)售23.7x104臺(tái)，國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)售8.3×104臺(tái)，占比35%。
表6 我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的銷(xiāo)量
Tab.6 Sales of industrial robots in China
以6軸工業(yè)機(jī)器人為例進(jìn)行分析，其需配套4個(gè)RV 減速器和2個(gè)諧波減速器，則配套軸承數(shù)量為66套(表7)，價(jià)值約6 000元。2020年全國(guó)工業(yè)機(jī)器人需求約23.7×104套，需配套軸承1 564×104套、價(jià)值14億元，其中國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人8.3×104臺(tái)，需配套軸承548×104套、價(jià)值5億元；2025年全國(guó)工業(yè)機(jī)器人需求47×104臺(tái)，需配套軸承3 100 x104套、價(jià)值28億元，其中國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人20 ×104臺(tái)，需配套軸承1320×104套、價(jià)值12億元。
表7 工業(yè)機(jī)器人減速器配套軸承種類及數(shù)量
Tab.7 Type and quantity of bearings for industrial robot reducer
（參考文獻(xiàn)略）
來(lái)源：《軸承》2022年1期（節(jié)選）
軸研所公眾號(hào) 軸承雜志社公眾號(hào)
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