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2021-01-09 騰訊網

沒了它，全球的機器人和飛機坦克得趴下一多半。大家知道「它」是什麼嗎？日前，上銀科技的「諧波減速機」再次引起關注。該諧波減速機的出現打破了日本企業對機器人關節的壟斷，有助於降低成本。本文分析了上銀減速機的5年研發歷程及有利影響、還對日本兩家精密減速器廠商做了介紹。

上銀科技的諧波減速機發布於2018年8月，標誌著上銀成為全球第三家量產且符合國際標準等效7000小時以上的廠商，打破了日本企業的壟斷。

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「諧波減速器」量產，打破壟斷

// 精密減速器，機器人的心臟

現今工業機器人的先進程度讓人嘆為觀止，尤其是那些靈動的5軸6軸機器人，具有如此多的關節，還能夠做到運動和指令的精確傳輸，各部位緊密配合完成複雜的工作，讓人不禁好奇它們的傳動系統到底是怎樣的——你也許知道，全球機器人的關節用到的精密減速機幾乎都是日本造的。精密減速機有多重要呢？沒了它，全球的機器人和飛機坦克得趴下一多半。

日本安川機器人揮刀削豌豆

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機器人的關節，主要是指工業機器人最重要的基礎部件，也是運動的核心部件：精密減速機。精密減速機是一種精密的動力傳達機構，其利用齒輪的速度轉換器，將電機的迴轉數減速到所要的迴轉數，並得到較大轉矩的裝置，從而降低轉速，增加轉矩。

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// 研發歷時五年，助力降低成本

上銀科技5年前開始投入研發並於去年開始量產「諧波減速器」。

卓永財表示上銀去年完成諧波減速機開發，除應用在自家機器人外成為全球第三家量產且符合國際標準的廠商，也開始外賣給日本及韓國等廠商。諧波減速機搭載在上銀自家生產機器人，加上伺服馬達、驅動機、滾珠花鍵、交叉滾柱承軸等關鍵零組件，上銀關鍵零組件可百分之百自製。

諧波減速機、伺服馬達及控制器三大關鍵零組件佔工業機器人整機成本60％至70％。以往工業機器人核心技術掌控在瑞士ABB、日本發那科、安川電機及德國庫卡四大廠商，此次上銀開發諧波減速器後，打破以往都向日本及德國採購的局面。壟斷的打破和核心技術的掌握將有助於國產工業用機器人大幅降低成本。

《中國工業報》曾介紹過上銀科技，並冠之以「隱形冠軍」之名，上銀已然是世界精密機械產業的領軍者。

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日本廠商與精密減速器

剛才說到，號稱「機器人的心臟」的精密減速器主要被日本廠商所壟斷。其中代表性的公司納博特斯克、哈默納科和住友重工。

每個關節都要用到不同的減速機產品

精密減速器主要分為兩類：RV減速器和諧波減速器。生產RV減速器的知名品牌是納博特斯克（Nabtesco），約佔全球市場份額的60%；哈默納科（Harmonic Drive）則是諧波減速器的主要廠商，其諧波減速器約佔15%。全世界由國際機器人製造公司如ABB、Fanuc和KUKA使用的精密減速器中，有近75%為日本公司製造。

下文中，我們簡單了解一下博特斯克、哈默納科兩家公司：

// 納博特斯克與RV減速器

納博特斯克（Nabtesco）是2003年9月成立的，看似一個00後公司。實際上它是由帝人精機（Teijin Seiki，1944年成立）和納博克（Nabco，1956年生產了日本第一個自動門）這兩家日本公司強強合併組成。作為運動控制系統和零部件的生產商，這兩家公司都在其特定的業務領域，掌握了高端核心技術，控制了很高的市場份額，所以Nabtesco甫一成立，就位居同行業在日本乃至全世界的首位，世界上大多數機器人製造商均從Nabtesco的專利RV減速機獲益並帶來成功。

Nabtesco的RV減速器，前身正是帝人精機的主流產品，70年代開始作為挖掘設備驅動馬達的核心部件使用。80年代早期，應世界主要機器人製造商要求，帝人精機改進了RV減速器，使之更加精準可靠，符合機器人製造行業的嚴格要求。取得了精密擺線針輪RV減速機專利後，於1986年開始批量生產，從此開始為現代工業機器人的關節應用進行配套。

Nabtesco精密減速機產品發展過程

作為世界上最大的精密擺線針輪減速機製造商，納博特斯克生產高性能減速機、中空軸減速機，以及單軸伺服執行器和控制器。其生產的精密設備具有高扭矩、高剛性和高耐過載衝擊荷載能力的同時，兼有高精密和非常低的回程間隙。

RV減速器原理

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RV減速器原理

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// 哈默納科與諧波減速器

諧波減速器（harmonic gear drive）是一種靠波發生器使柔性齒輪產生可控彈性變形，並與剛性齒輪相嚙合，從頭傳遞運動和動力的齒輪傳動系統。

諧波減速器結構

聽上去像一個大的行業品類，其實harmonic drive是Harmonic Drive Systems Inc.的商標。1960年美國USM公司首次將諧波傳動減速器成功投入運用，後來長谷川齒輪株式會社(Hasegawa Gear Works, Ltd.)獲得了USM的生產許可。1970年10月，長谷川與USM各出資50%，在東京都成立了Harmonic Drive Systems Inc.，漢譯哈默納科。

諧波減速器原理

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哈默納科是整體運動控制的領軍企業，其生產的Harmonic Drive組合型諧波減速機，具有輕量小型、無齒輪間隙、高轉矩容量等特點，被廣泛應用於工業機器人、仿人機器人、半導體液晶生產裝置、光伏設備、光學儀器、精密工具機等各種尖端領域。

諧波齒輪減速機特別是在高動態性能的伺服系統中，更顯示出其優越性。阿波羅月球車的電驅動車輪裡的波動齒輪就是用哈默納科的產品。

諧波減速器相關的內容就介紹到這裡啦，以諧波減速器原理介紹的視頻作結，歡迎留言發表看法。

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來源：機械美學，群基精密官網，金屬加工等

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