新華社濟南6月4日電 在山東帥克機械制造股份有限公司的生產車間門口,一個大型工業機器人正在靈活地用毛筆書寫“融無限 創未來”的企業格言。六個正楷大字看上去毫不遜色于經過系統訓練的人類書法。
帥克董事長湯承龍介紹,這個機器人能夠自如地完成提頓轉折等運筆動作,離不開其內部核心零件——減速器的幫忙。經過9年的研發,他的公司在機器人減速器領域取得突破創新,生產出具有自主知識產權的新型產品,提高了零件的使用壽命和精度,達到同類產品的國際先進水平。
機器人是衡量國家創新能力和產業競爭力的重要標志之一。中國目前已成為全球工業機器人最大市場。但在市場占有率、產業價值鏈與關鍵部件研發等方面,產業仍存在不少亟待補足的短板。
2014年,中國國產機器人在國內市場占比達到28.6%,仍處在較低水平。專家表示,國產機器人市場份額較低,主要緣于機器人的四大關鍵零部件(減速器、伺服電機、伺服驅動器、控制器)長期依賴進口。
總部設在濰坊的帥克公司原本以生產大型農用機械為主營業務,9年前涉足工業機器人這一高端科技領域,開始RV(行星擺線齒輪)減速器的生產研發。
減速器是機械傳動領域中連接動力源和執行端的中間裝置,它把電動機、內燃機等高速運轉的動力通過輸入軸的小齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪達到減速的目的,并傳遞更大的扭矩。“通俗地講,它就像機器人的關節,支配其手臂的運動。”湯承龍說。
帥克公司深色的廠房外墻上“中國機器人核心零部件”的白色大字格外醒目。精密生產車間里,若干工人操作著世界上獨一無二的數控機床,精密的刻刀上下飛轉,減速器的各個組件逐漸成形。
湯承龍告訴記者,他們生產的RV減速器是由4類5個規格共18套軸承組成的精密零件,其成本約占工業機器人總成本的38%,是核心零部件之一。相關數據顯示,目前95%的全球市場份額由外國公司占據,中國產品只占1%,且精度差。
RV減速器的自主研發首先要攻克材料問題,這是湯承龍涉足此領域后最先發現的難題之一。零件所用材料化學成分簡單,但外國產品先進的奧秘恰恰在于材料中難以測明的稀土成分。
帥克公司通過研究國外先進技術,并與國內幾大特鋼廠合作,進行材料創新,最終解決了零件受熱膨脹的問題,還將產品使用壽命從日本產品的6500小時延長到1萬小時。同時,新產品的材料價格雖然是普通軸承所用材料價格的10倍,但與進口的相比,已經大大降低。
此外,帥克在減速器設計上下功夫,著力提高新型產品的精度。湯承龍說,公司在過去的9年中,前6年都在走模仿進口成品的道路,“最終發現這條路走不通了。”此后3年時間,公司通過創新完成了對RV減速器的結構形式和裝配工藝的改進,研發出具有自主知識產權的獨創產品。
“這種設計創新已經申請了國際發明專利,新產品將在本月內向市場公布。”湯承龍透露。在產品展示車間里,記者提前見到了新產品,其創新點主要體現在設計上,通過采用一體化整機結構,一次加工完成,減少了產品中的軸承數量,從而提升了精度。
據來自山東省科技廳的消息,帥克公司生產的新型RV減速器已有6項發明專利獲得國內授權,并被列入山東省內重大關鍵技術招標項目。科技廳認為,帥克在產品研發上取得的成功源于定位高端領域,敢于觸碰前沿技術的根本理念。
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