移動(dòng)機器人減速機一般作用于移動(dòng)機器人輪邊驅動(dòng)減速、轉向、頂升或重復動(dòng)作以完成相同工序等。為保證在生產(chǎn)中能夠可靠地完成搬運任務(wù)，并確保搬運質(zhì)量，移動(dòng)機器人對定位精度和重復定位精度的要求很高，因此，提高和確保移動(dòng)機器人的精度就需要采用減速機。
減速機在移動(dòng)機器人中的另一作用是傳遞更大的扭矩。當負載較大時(shí)，一味提高伺服電機的功率是很不劃算的，可以在適宜的速度范圍內通過(guò)減速器來(lái)提高輸出扭矩。
移動(dòng)機器人專(zhuān)用減速機的型號
移動(dòng)機器人對減速機的主要要求是長(cháng)度短、徑向負載大。其次是高精度，精密減速器是工業(yè)機器人可靠、精確運行不可或缺的零部件。因此，目前市場(chǎng)上比較用于移動(dòng)機器人的減速機主要分為兩大類(lèi)，AGV專(zhuān)用精密行星減速機以及AGV專(zhuān)用擺線(xiàn)針齒減速機。
精密行星減速機其優(yōu)點(diǎn)是結構比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長(cháng)，額定輸出扭矩可以做得很大，但是材料及零件加工精度要求高，結構復雜，制造與安裝較困難。
擺線(xiàn)減速機是一種應用行星式傳動(dòng)原理的擺線(xiàn)針齒嚙合的新穎傳動(dòng)裝置，優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕、動(dòng)作傳遞精度高、傳動(dòng)比范圍大、傳動(dòng)扭矩大、傳動(dòng)效率高、使用壽命長(cháng)、結構簡(jiǎn)單，不過(guò)擺線(xiàn)減速機制造工藝復雜，有些零件的制造精度和裝配工藝要求較高。
移動(dòng)機器人專(zhuān)用減速機選型指南
AGV廠(chǎng)商在選型上，除了根據減速機的需求選擇不同的減速機種類(lèi)外，還關(guān)注減速機的減速比、安裝方式和尺寸、精度、受力。針對這些要求，移動(dòng)機器人的各種故障分析越來(lái)越受重視，例如漏油現象是較為常見(jiàn)的故障之一，而機器人漏油主要來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面：電機漏油和減速機漏油。其中，減速機漏油現象更為多見(jiàn)，背后就涉及本體企業(yè)安裝不合理等原因，因此安裝方式的選擇對與AGV廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，也是減速機企業(yè)研發(fā)方向的重點(diǎn)。此外，AGV及相關(guān)機器人對減速機的要求還包括高可靠性、低噪聲、長(cháng)壽命、免維護等。
在移動(dòng)機器人減速機品牌的選擇上，目前移動(dòng)機器人行業(yè)的主流選型品牌在國內與國外兩大陣營(yíng)，國內的品牌優(yōu)勢在于本土化、性?xún)r(jià)比與定制化服務(wù)，國外的品牌的技術(shù)優(yōu)勢則不容忽視。
國內外移動(dòng)機器人減速機市場(chǎng)現狀
國內市場(chǎng)：精密減速機逐漸起步
在應用于機器人的精密減速機領(lǐng)域，外資品牌一直占據主導地位。不過(guò)近年來(lái)，在諧波減速機方面，我國取得了比較顯著(zhù)的突破，這一方面得益于掌握核心技術(shù)的相關(guān)企業(yè)專(zhuān)利已經(jīng)到期，技術(shù)限制有所放松，另一方面也是因為諧波減速機結構較為簡(jiǎn)單，攻克難度沒(méi)有那么大，但與之相比的RV減速機則并非如此。
RV減速機則由于技術(shù)封鎖較死，基礎工藝和結構更為復雜，又完全沒(méi)有捷徑可走只能靠時(shí)間去磨，使我國RV減速機因此難以有所突破。近年來(lái)，國內廠(chǎng)商逐步實(shí)現技術(shù)突破，國產(chǎn)RV減速器與國外產(chǎn)品性能差距不斷縮小。對比國內外精密減速器關(guān)鍵技術(shù)指標發(fā)現，國產(chǎn)品牌在部分指標上已接近日系品牌。不過(guò)盡管RV減速器逐步開(kāi)始國產(chǎn)替代，國內廠(chǎng)商上海機電、中大力德、南通鎮康、雙環(huán)傳動(dòng)等已實(shí)現量產(chǎn)，但目前國產(chǎn)化率尚不足5%。
在一般人看來(lái)，做好機器人減速機一個(gè)品類(lèi)，對于國產(chǎn)減速機來(lái)說(shuō)就已經(jīng)相當不容易。即便如此，依然有一批勇者，積極轉型和拓寬產(chǎn)品線(xiàn)，將移動(dòng)機器人的減速機產(chǎn)品單獨劃分出來(lái)，針對驅動(dòng)與頂升等定制化研發(fā)，以滿(mǎn)足市場(chǎng)和客戶(hù)的需求。其中，精密行星減速機由于其結構比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長(cháng)，額定輸出扭矩大，被業(yè)內認為是最適合AGV的減速機類(lèi)型。
代表企業(yè)：杭州行星傳動(dòng)
杭州行星傳動(dòng)設備有限公司是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)設計、制造和銷(xiāo)售高精度行星減速機的科技型企業(yè)。此前，公司主要生產(chǎn)“行星”“planetking”品牌及其周邊系列的高精度行星減速機，廣泛應用于工業(yè)機器人、機械手、自動(dòng)控制設備及航天航空等多領(lǐng)域。隨著(zhù)AGV行業(yè)迅猛發(fā)展，杭州行星近幾年將技術(shù)探索重點(diǎn)也逐漸放在A(yíng)GV移動(dòng)機器人上。據了解，杭州行星目前主要生產(chǎn)AGV驅動(dòng)減速機、轉向減速機、頂升減速機，也可根據客戶(hù)要求非標定制減速機，主要應用于搬運機器人、揀貨機器人、分揀機器人等多個(gè)領(lǐng)域。
據介紹，精密行星傳動(dòng)減速機之所以被認為比較適用于A(yíng)GV主要有以下三大優(yōu)勢：其一，體積小，重量輕。由于行星減速機結構比較緊湊，非常適合安裝在A(yíng)GV小車(chē)內。其二，高精度，高剛性。行星傳動(dòng)回程間隙小，誤差小且額定輸出扭矩大，可以保持AGV優(yōu)良的定位精度和旋轉精度。其三，行星減速機安裝便捷，操作簡(jiǎn)單，通用性佳且使用壽命很長(cháng)。
而按照杭州行星對移動(dòng)機器人用戶(hù)需求更深入的理解，高可靠性、低噪聲、長(cháng)壽命及免維護這些要求是其開(kāi)發(fā)AGV行業(yè)減速機的技術(shù)航向：
首先，材料選用嚴謹。杭州行星認為好的原材料是制造好零件的基本條件，該公司的AGV專(zhuān)用減速機的所有齒輪材料全部采用上海寶鋼優(yōu)質(zhì)齒輪鋼（中國最好的齒輪鋼）。
其次，在工藝上下功夫降低噪音。鍛造工藝上杭州行星采用均經(jīng)滲碳淬火出齒輪，齒形齒向經(jīng)修形優(yōu)化處理，確保了產(chǎn)品的傳動(dòng)平穩性，提高了傳動(dòng)效率、降低了溫升和噪音。
最后，為確保產(chǎn)品的使用壽命，杭州行星的減速機產(chǎn)品均采用進(jìn)口全合成潤滑脂潤滑，確保了產(chǎn)品的高效率、長(cháng)壽命和低噪聲，并且產(chǎn)品終身免維護。
此外，作為國產(chǎn)精密減速機的代表企業(yè)，杭州行星致力于推動(dòng)AGV行業(yè)精密減速機國產(chǎn)化進(jìn)程，所有產(chǎn)品通過(guò)專(zhuān)業(yè)設計軟件進(jìn)行強度和結構設計，并且嚴格按照設計要求進(jìn)行制造，因此提供給用戶(hù)的性能參數具有很高的可靠性?？紤]到應用的多樣化和客戶(hù)需求的個(gè)性化，杭州行星還承接非標設計與制造，目前已為多家用戶(hù)開(kāi)發(fā)驅動(dòng)、頂升非標減速機十多款。
AGV頂升減速機（圖片來(lái)源：杭州行星）
國外市場(chǎng)：瞄準AGV行業(yè)研發(fā)新品
國外在先進(jìn)減速機的設計生產(chǎn)上已經(jīng)十分成熟，而工業(yè)機器人減速機生產(chǎn)企業(yè)主要是日本公司。隨著(zhù)AGV應用范圍越來(lái)越廣以及市場(chǎng)的不斷擴大，產(chǎn)業(yè)鏈上游的核心零部件廠(chǎng)商也在伺機而動(dòng)，從2017年開(kāi)始，全球頂尖的三大減速機巨頭（住友、納博特斯克、哈默納科）就已紛紛開(kāi)始針對AGV行業(yè)開(kāi)發(fā)特定產(chǎn)品，將減速器與電動(dòng)機的連體結構并已生產(chǎn)多種結構形式和多種功率型號的產(chǎn)品陸續向AGV行業(yè)推出，這些產(chǎn)品不但打破了AGV高精度減速機單調的選型方式，更是開(kāi)創(chuàng )了驅動(dòng)一體化減速機應用到AGV行業(yè)的創(chuàng )新解決方案。其中，以日本住友的擺線(xiàn)針輪減速機的推出，將AGV減速機的全新探索推向高潮。
日本住友集團（Sumitomo Group）是擁有400多年歷史的企業(yè)集團，旗下住友重機械工業(yè)株式會(huì )社是專(zhuān)業(yè)從事各領(lǐng)域機械設計、生產(chǎn)制造和銷(xiāo)售服務(wù)的全球領(lǐng)先企業(yè)，1931年發(fā)明和制造了全球第一臺擺線(xiàn)減速機，1982年率先進(jìn)入工業(yè)機器人減速機領(lǐng)域。目前，住友以擺線(xiàn)針輪減速機為原型，為AGV驅動(dòng)提供了Smartris驅動(dòng)一體化解決方案，成為全球AGV行業(yè)擺線(xiàn)減速機的領(lǐng)先者。
擺線(xiàn)減速機本身就具有結構緊湊、可制作速比范圍廣、精度高等優(yōu)點(diǎn)。住友擺線(xiàn)減速機采用獨特的圓弧齒形，齒間嚙合采用滾動(dòng)形式，嚙合更平滑流暢，抗負載沖擊能力強，減速機外形尺寸更短，結構簡(jiǎn)單，有助于提升AGV內部空間。
針對AGV行業(yè)，為了提升電機和齒輪的精度和可靠性，實(shí)現伺服電機和驅動(dòng)器的精確、安全控制，住友特別推出一體化的Smartris解決方案，不僅減少能源浪費，減少安裝空間，提高AGV可靠性，同時(shí)增加AGV驅動(dòng)方案的靈活性和多樣性。
據了解，住友的Smartris一體化解決方案有多種不同的產(chǎn)品規格，它是“Smart”（智能）和“Tris”（三合一）的組合?？煞譃榉譃镋CO（經(jīng)濟型）、Pro（高端型）和Ultra（卓越型）。ECO（經(jīng)濟型）系列為減速機輸出軸旋轉型、Pro（高端型）系列為減速機殼體旋轉型，減速機外殼包膠后可直接作為AGV驅動(dòng)車(chē)輪，驅動(dòng)單元長(cháng)度更短、并提供了更高徑向載荷能力。而Ultra（卓越型）系列在Pro系列的基礎上將驅動(dòng)機構長(cháng)度進(jìn)一步縮減到極致的同時(shí)，提供了比Pro系列更高的徑向載荷。
住友一體化Smartris解決方案
全行業(yè)覆蓋的Smartris系列可以滿(mǎn)足AGV運送各種有效載荷，單個(gè)驅動(dòng)輪的徑向載荷從最小150kg~1600kg。最大輸出扭矩100N•m，最大加速扭矩350N•m，使得AGV行走速度可達2m/s，加速度可達1.0m/s²。據了解，住友除了提供集成了齒輪、伺服電機、驅動(dòng)器的Smartris一體化方案以外，作為全球三大頂尖減速機巨頭之一，其另一個(gè)大優(yōu)勢在于品牌服務(wù)，住友Smartris已經(jīng)獲得CE認證，服務(wù)體系已經(jīng)遍布全球的工廠(chǎng)和服務(wù)網(wǎng)絡(luò )，從而也方便了客戶(hù)快速應對全球市場(chǎng)的需求和服務(wù)。
未來(lái)發(fā)展方向：機電一體集成化成發(fā)展趨勢
在未來(lái)的發(fā)展方向上，移動(dòng)機器人的減速機將呈現出兩大主流趨勢，其一是定制化需求顯著(zhù)，其二是一體化進(jìn)程加速。
移動(dòng)機器人行業(yè)不但面向的應用領(lǐng)域在不斷拓展，為了適配不同場(chǎng)景下的應用需求，其外觀(guān)和功能上的變更更是五花八門(mén)，單靠標準的減速機型號很難滿(mǎn)足AGV廠(chǎng)商的需求，因此越來(lái)越多廠(chǎng)商先后推出定制化服務(wù)來(lái)配合行業(yè)的發(fā)展。
此外，一體化方案被認為更適合移動(dòng)機器人，也將會(huì )是今后的發(fā)展趨勢。一體化可以使得產(chǎn)品結構更緊湊，安全保障更高、更易于安裝調試。因此能夠幫助AGV制造企業(yè)節約成本，并可更好的提升AGV產(chǎn)品行走的靈活性、穩定性和可靠性。而在移動(dòng)機器人專(zhuān)用減速機企業(yè)的產(chǎn)品方向上也不難看出端倪，例如住友推出的減速機便是采用驅動(dòng)器+電機+減速機的一體化解決方案。行星傳動(dòng)也表示，驅控一體化是其未來(lái)發(fā)展所趨，目前該公司已和相關(guān)單位已合作開(kāi)發(fā)出數款樣機，正在測試和改進(jìn)中。
