谐波减速机

　　现今工业机器人的先进程度让人叹为观止，尤其是那些灵动的5轴6轴机器人，具有如此多的关节，还能够做到运动和指令的精确传输，各部位紧密配合完成复杂的工作，让人不禁好奇它们的传动系统到底是怎样的——你知道么：困扰我国机器人行业健康发展的瓶颈在于减速器、交直流伺服电机和控制器这三大核心零部件无法自给自足。如今这种情况得到了改善。苏州绿的谐波传动科技有限公司历时5年，终于攻克了机器人用精密减速器的生产技术，凭借高性能、寿命久、交期短的优势打破了日本对该技术的垄断。

　图1

　　这家叫做苏州绿的谐波传动科技有限公司的民营企业位于吴中区木渎镇。在该公司的产品展厅，有一款拥有6个“关节”的机器人(图1)。记者注意到，这台机器人根据预先设定好的程序，循环做出“挥臂”、“握手”、“投篮”等一系列有难度的动作，且看上去比人体的手臂更灵活有力。工作人员说，如果把该机器人用于生产数码相机，那它平均十几秒即可完成一台相机的组装，速度上完全超越了人工。

　　一台机器人有六个关节，还能够做到运动和指令的精确传输，各部位紧密配合完成复杂的工作，让人不禁好奇它们的传动系统到底是怎样的。该公司副总李谦介绍说，这其中起关键作用的核心部件叫做谐波齿轮精密减速器。谐波齿轮精密减速器到底为何物？李谦解释说，谐波减速器需要和电机组合工作，如果一台机器人没有减速器只有电机，那它只能做最简单的小力矩高速旋转运动，无法在实际作业中派上用场。而当加入减速器后，即可完成转动、挥舞、捏放等精细的动作。“像我们听说过的排爆机器人、手术机器人等，就对谐波减速器的要求非常高。”他说。

　　据介绍，在2013年以前，全球机器人的关节用到的精密减速器几乎都是日本造的。目前全球能够提供规模化且性能可靠的机器人减速机生产企业不算多，绝大多数市场份额都被日本企业占据，比如Nabtesco的RV减速器约占60%，Harmonica的谐波减速器约占15%。特别是谐波减速器领域，Har-monica几乎占了全球所有的市场份额。可以毫不夸张地说，日本人说跪，全球机器人没几个能站着。

压缩红火的生意潜心投入减速器研发

　　苏州绿的谐波前身是苏州恒加新精密机械科技公司，主要做的是承接精密零部件加工。2004年以前，那时候正是苏州制造业最蓬勃发展的时期，这个小企业的生意很红火，每年纯利润能有四五百万，客户主要是大型的汽车制造商，也有像ABB这样的全球四大机器人制造商，在当时的同类同规模的厂家来看，已经算是很不错的了。

　　但当时公司的负责人左晶并没有沉醉在眼前的好日子里心满意足。“竞争太激烈，而且客户的需求变化大、不稳定。”他告诉记者，当时厂里的技术水平在同行业内已经很高了，纯粹为了降低一点生产成本来大把投入做技术革新，已经很不划算了。但从长远来看，纯粹做加工一直没有自己的产品，迟早会被淘汰，转型是必然之势。

      研究人员在计算机上做模型测试

　　就是在2004年这一年，公司的管理团队偶然从ABB公司工作人员的抱怨中，了解到谐波齿轮减速器市场被日本公司高度垄断的情况，开始把眼光投到了这个全新的未知领域。“我们做精密零部件加工，本来就有很丰富的实践经验，而且此前我们还专门做过一年的齿轮研发，可以说有基础。”左晶说。这个想法也得到了ABB这样的机器人巨头的支持，他们对这个中国合作伙伴开放了机器人生产车间，这在当时是很难想象的。

　　经过一番调研和准备，恒加新精密开始压缩红火的加工业务，组织厂里的技术骨干成立研发团队，把每年的加工利润全部投入到研发谐波齿轮减速器中。

　　起草国内首个机器人标准

　　关键零部件标准化

　　说是有基础，可是这个新成立的研发团队连一个齿轮专家都没有，谐波减速器可是在日本人发明的变位渐开线齿轮的基础上研发出来的，甚至这个团队带头人还是南大低温物理专业毕业的，更是与机械制造差别很大。

　　“我觉得我们这个团队最重要的就是对这个事有兴趣，所以才会不断地去研究它。”李谦说，他们把Harmonica的谐波减速器研究了一遍，并且对它的很多地方提出质疑。

　　“日本人崇尚权威，所以他们不敢去质疑他们的专家，产品的更新换代比较慢，这才让我们发现了弱点。”

　　在对谐波减速器有了了解后，研发团队在计算机上建立了一个模型，设计好各种参数，然后按照这个模型到车间里加工、检测。“可以说我们大部分工作是在做测试。第一次建模就很幸运，基本成型，只是后期在检测中不断修正完善。”经过5年的研究，研发团队终于做出了第一台样机，这个时候他们已经投入4000多万，相当于投入了以前加工业务十年赚来的利润。

　　“现在我们的产品已经进入量产，精密程度与日本公司的产品旗鼓相当，但是寿命超过日本产品很多，噪音低得多，价格也只有他们的一半。”李谦说，国内研发机器人减速器的企业非常少，绿的谐波主要把日企作为竞争对手，通过价格优势帮助国产机器人抢占装备制造最高点，“用我们的产品，国产机器人的制造成本至少能减少30%。”

　　14年，由苏州绿的谐波传动科技有限公司作为主要负责单位起草的《机器人用谐波齿轮减速器》实施。这是国内首个机器人零部件的标准，对谐波齿轮减速器的产品型号、分类、外形尺寸等技术指标以及相应的试验方法、设备和检验规则等主要技术内容进行了规范，对于我国的机器人行业以及半导体制造业、光学器械、医疗器械、通讯设备、航空、航天、机床、能源等领域的精密谐波产品具有积极的指导意义。

谐波减速机销售

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