我国机器人轴承的研发和产业化

2021-07-12

七五期间,洛阳轴研科技股份有限公司(洛阳轴承研究所)(以下简称轴研科技)承担了国家《机器人专用轴承的开发研究》,对焊接、喷涂、装配机器人用薄壁四点接触球轴承和薄壁交叉圆柱滚子轴承进行了设计、试制、性能检测及寿命试验,与德国YAO 及日本THK 同类轴承结果对比,达到了当时国际同类产品,如德国YAO及日本THK的产品的技术水平。

1988 年,轴研科技承担了国家项目《谐波传动薄壁柔性轴承理论分析及计算》,对谐波传动装臵的原理及轴承的安装进行了分析研究,为设计薄壁柔性轴承提供了理论基础。

1988年洛阳LYC 公司承担的国家项目《谐波传动变速器用柔性轴承的研制》,对神舟号飞船测控系统雷达用四点接触器转盘轴承和谐波传动减速器用柔性深沟球轴承进行了设计、试制、性能检测及寿命试验,并成功应用于我国自行研制的神舟1 号,神舟2 号飞船上。承担的《高精度薄壁等截面角接触球轴承LY-7023、LY-7024、LY-7025的研发》课题研制产品技术指标达到国外薄壁等截面制造一流企业KAYDON、RBC同等水平。

2010年洛阳LYC公司承担的《重载工业机器人薄壁转盘轴承的研制》课题,开发为重载焊接工业机器人腰部用四点接触球薄壁转盘轴承,并通过了用户装机使用。

2004年,轴研科技承担了中国机械工业集团有限公司机器人关键配套轴承的开发研制项目,完成了薄壁密封四点接触球轴承和薄壁密封交叉滚子轴承的优化设计方法制订和系列化产品设计图册的编制,并对搬运机器人配套使用的两种类型典型型号轴承FPXU408-2RZ 和CRB13025-2RS 进行了开发研制,与当时国外同类产品相当,初步实现了工业机器人专用轴承的国产化配套。

近年来,洛阳轴研科技股份有限公司对薄壁轴承的机构特点、刚度、精度、摩擦力矩、预紧和应用等进行了研究,定性分析了薄壁轴承设计要点和轴系支承刚度对轴承变形的影响,为我国工业机器人轴承的开发提供了技术支撑。

洛阳LYC轴承有限公司针对谐波传动用柔性轴承的类型、结构特点、材料及热处理工艺、尺寸公差和旋转精度、滚动体精度、游隙、检验方法进行了深入研究。

河南科技大学提出了轻量化绿色化长寿命薄壁四点接触球轴承的结构设计方法,研究了轴承有效壁厚与承载能力、启动摩擦力矩等关键性能指标之间的关系,提出了保证寿命与可靠性的最小壁厚推荐值。

此外,洛阳一些规模不太大的企业,如维斯格等,已小批量生产工业机器人轴承多年,产品除供国内工业机器人轴承主机使用,还出口韩国等国家。这些厂家在工业机器人轴承的制造上积累了一些经验,他们锲而不舍地坚守在工业机器人轴承领域,难能可贵。

但是,从总体上看,我国工业机器人轴承的研发不充分,碎片化,工程化不好,研发成果向生产力转化不好。那些小批量生产工业机器人轴承的企业是利用从进行过工业机器人轴承的大型企业退休下来的技术人员的老底,没有进行充分的研发和工程化,就直接小批量生产,向主机厂供货,很多问题知其然,不知其所然。

我国机器人轴承发展的技术路线应该是:

(1)充分发挥市场配置资源的基础性作用,促进工业机器人轴承产业的发展。既要知难而进,攻克机器人轴承的技术制高点,逐步替代进口;又不要一哄而上,造成工业机器人轴承这种高端产品的产能过剩。

(2)在工业机器人的开发上,已不能因循研发工程化产业化,按部就班的进行,而要走研发、工程化、产业化并联式发展的路子。要进行研发补课,行业领军企业的研发机构和相关大学、科研院所要对多年来工业机器人碎片化的研发成果进行梳理、整合和深化,特别要在检测、检验和工业性试验上下工夫,着力实现工程化。同时,按市场需求,通过实施技术改造项目,形成生产能力,满足主机行业的配套需求。

(3)提倡具有工业机器人轴承研发能力和研发基础的大型企业和有工业机器人轴承小批量生产经验的中小型企业优势互补,合作共赢。

(4)有志于开发工业机器人轴承的企业,应该努力寻求与工业机器人主机企业建立战略合作关系,并邀请相关大学、科研院所加盟,建立工业机器人轴承协同创新战略同盟。

(5)标准化主管部门应组织有关企业(工业机器人轴承供需双方企业)、大学和科研院所,在认真总结工业机器人轴承的研发工程化产业化的技术积淀和实践经验的基础上,制定并贯彻实施工业机器人轴承系列标准。