論我國重大技術裝備軸承的自主安全可控（4）——工業機器人軸承

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

4.2 關鍵技術

工業機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，工業機器人的高載荷、高回轉精度、高運轉平穩性、高定位速度、高重復定位精度、長壽命、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，必須進行綜合考慮：

1)在產品設計方面，不單以額定動載荷為目標函數，而是以額定動載荷、剛度和摩擦力矩等多項指標作為目標函數，進行多目標優化設計，同時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，研發應用易變形、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；開發機器人軸承動態質量高精度檢測技術，基于磨削變質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；研發薄壁軸承負游隙和凸出量精確控制技術、精密裝配技術和套圈非接觸測量技術。

4.3 市場分析

從全球市場角度來看，歐洲和日本是工業機器人主要供應商，ABB、庫卡(KUKA)、發那科(FANUC)、安川電機(YASHAWA)占據工業機器人的主要市場份額，約占全球市場份額的50%。機器人減速器70%以上市場份額由日本納博特斯克(Nabtesco，生產RV減速器)和哈默納科(Har-monic drive，生產諧波減速器)壟斷。由表6可知，我國工業機器人市場及國產工業機器人銷量處于高速發展階段：2014年全國工業機器人銷售5.7×10⁴臺，國產工業機器人銷售1.7×10⁴臺，占比29.8%；2016年全國工業機器人銷售8.9×10⁴臺，國產工業機器人銷售2.9×10⁴臺，占比32.6% ；2020年全國工業機器人銷售23.7x10⁴臺，國產工業機器人銷售8.3×10⁴臺，占比35%。

表6 我國工業機器人的銷量

Tab.6 Sales of industrial robots in China

以6軸工業機器人為例進行分析，其需配套4個RV 減速器和2個諧波減速器，則配套軸承數量為66套(表7)，價值約6 000元。2020年全國工業機器人需求約23.7×10⁴套，需配套軸承1 564×10⁴套、價值14億元，其中國產工業機器人8.3×10⁴臺，需配套軸承548×10⁴套、價值5億元；2025年全國工業機器人需求47×10⁴臺，需配套軸承3 100 x10⁴套、價值28億元，其中國產工業機器人20 ×10⁴臺，需配套軸承1320×10⁴套、價值12億元。

表7 工業機器人減速器配套軸承種類及數量

Tab.7 Type and quantity of bearings for industrial robot reducer

（參考文獻略）

來源：《軸承》2022年1期（節選）

 軸研所公眾號        軸承雜志社公眾號