论我国重大技术装备轴承的自主安全可控（4）——工业机器人轴承

1-直齿轮；2-轴；3-外壳；4-针齿；5-RV齿轮；6-主轴承；7-支撑凸缘；8-输入齿轮；9-曲柄轴。

图11 RV减速器轴承

Fig.11 RV reducer bearings

4.2 关键技术

工业机器人轴承的安装空间有限，必须采用轻量化的薄壁轴承和异型轴承。另外，工业机器人的高载荷、高回转精度、高运转平稳性、高定位速度、高重复定位精度、长寿命、高可靠性的性能要求配套轴承也必须具备高承载能力、高精度、高刚度、低摩擦力矩、长寿命、高可靠性的性能。轻量化与高性能之间相互矛盾，必须进行综合考虑：

1)在产品设计方面，不单以额定动载荷为目标函数，而是以额定动载荷、刚度和摩擦力矩等多项指标作为目标函数，进行多目标优化设计，同时采用基于套圈变形的薄壁轴承有限元分析方法。

2)在制造工艺和装备方面，研发应用易变形、难装卡、难加工的薄壁轴承，以及异型轴承的套圈锻造、车加工、热处理、磨加工、超精加工和装配的特种加工工艺和工艺装备；开发机器人轴承动态质量高精度检测技术，基于磨削变质层控制的轴承套圈精磨加工工艺，薄壁轴承套圈微变形热处理工艺；研发薄壁轴承负游隙和凸出量精确控制技术、精密装配技术和套圈非接触测量技术。

4.3 市场分析

从全球市场角度来看，欧洲和日本是工业机器人主要供应商，ABB、库卡(KUKA)、发那科(FANUC)、安川电机(YASHAWA)占据工业机器人的主要市场份额，约占全球市场份额的50%。机器人减速器70%以上市场份额由日本纳博特斯克(Nabtesco，生产RV减速器)和哈默纳科(Har-monic drive，生产谐波减速器)垄断。由表6可知，我国工业机器人市场及国产工业机器人销量处于高速发展阶段：2014年全国工业机器人销售5.7×10⁴台，国产工业机器人销售1.7×10⁴台，占比29.8%；2016年全国工业机器人销售8.9×10⁴台，国产工业机器人销售2.9×10⁴台，占比32.6% ；2020年全国工业机器人销售23.7x10⁴台，国产工业机器人销售8.3×10⁴台，占比35%。

表6 我国工业机器人的销量

Tab.6 Sales of industrial robots in China

以6轴工业机器人为例进行分析，其需配套4个RV 减速器和2个谐波减速器，则配套轴承数量为66套(表7)，价值约6 000元。2020年全国工业机器人需求约23.7×10⁴套，需配套轴承1 564×10⁴套、价值14亿元，其中国产工业机器人8.3×10⁴台，需配套轴承548×10⁴套、价值5亿元；2025年全国工业机器人需求47×10⁴台，需配套轴承3 100 x10⁴套、价值28亿元，其中国产工业机器人20 ×10⁴台，需配套轴承1320×10⁴套、价值12亿元。

表7 工业机器人减速器配套轴承种类及数量

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

（参考文献略）

来源：《轴承》2022年1期（节选）

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