二. 工業(yè)機器人軸承

　　1. 工業(yè)機器人軸承種類

　　工業(yè)機器人軸承主要有以下四類：

　　除上述軸承外，工業(yè)機器人還應(yīng)用直線軸承、關(guān)節(jié)軸承、磁懸浮軸承、氣體靜壓推力軸承等。

　　2. 工業(yè)機器人軸承的關(guān)鍵技術(shù)

　　現(xiàn)代工業(yè)機器人的發(fā)展趨于輕量化，軸承要安裝在有限的空間，必須體積小、重量輕，也就是輕量化。但同時，機器人的高載荷、高回轉(zhuǎn)精度、高運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、高定位速度、高重復(fù)定位精度、長壽命、高可靠性的性能，要求配套的機器人軸承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。輕量化和高性能是一對矛盾。

　　設(shè)計技術(shù)：

　　工業(yè)機器人用薄壁軸承不僅要保證有足夠的承載能力，而且要求精確定位、運轉(zhuǎn)靈活，因此，軸承設(shè)計分析、主參數(shù)的確定，不能單以額定動載荷為目標(biāo)函數(shù)，而要以額定動載荷、剛度和摩擦力矩等指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)進行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計，同時要采用基于套圈和機架變形的薄壁軸承有限元分析方法。

　　制造技術(shù)：

　?。?）機器人軸承動態(tài)質(zhì)量高精度檢測技術(shù)；

　?。?）薄壁軸承套圈微變形熱處理工藝；

　?。?）基于磨削變質(zhì)層控制的軸承套圈精磨加工工藝；

　?。?）薄壁軸承負(fù)游隙的精確控制技術(shù)；

　?。?）薄壁角接觸球軸承凸出量的精確控制技術(shù)；

　?。?）薄壁軸承的精密裝配技術(shù)；

　　（7）薄壁軸承套圈非接觸測量技術(shù) 。

　　3. 我國工業(yè)機器人軸承市場需求

　　未來我國機器人軸承市場非常廣闊。

　　隨著我國工業(yè)機器人的快速發(fā)展，必將帶來機器人軸承的快速發(fā)展。一般的定位型工業(yè)機器人（給機床上下料），每臺機器人需要軸承36套左右。如果未來中國工業(yè)機器人年需求量為15萬臺，則需要機器人軸承540萬套。

6kg機器人售價15萬元，160kg機器人售價45萬元，設(shè)均價為30萬元，配套軸承占售價的8%，則年銷售15萬臺，需配套軸承36億元。

　　4. 我國機器人軸承的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化

　　“七五”期間，洛陽軸研科技股份有限公司（洛陽軸承研究所）（以下簡稱軸研科技）承擔(dān)了國家《機器人專用軸承的開發(fā)研究》，對焊接、噴涂、裝配機器人用薄壁四點接觸球軸承和薄壁交叉圓柱滾子軸承進行了設(shè)計、試制、性能檢測及壽命試驗，與德國YAO 及日本THK 同類軸承結(jié)果對比，達到了當(dāng)時國際同類產(chǎn)品，如德國YAO及日本THK的產(chǎn)品的技術(shù)水平。

　　1988 年，軸研科技承擔(dān)了國家項目《諧波傳動薄壁柔性軸承理論分析及計算》，對諧波傳動裝臵的原理及軸承的安裝進行了分析研究，為設(shè)計薄壁柔性軸承提供了理論基礎(chǔ)。

　　1988 年洛陽LYC 公司承擔(dān)的國家項目《諧波傳動變速器用柔性軸承的研制》，對神舟號飛船測控系統(tǒng)雷達用四點接觸器轉(zhuǎn)盤軸承和諧波傳動減速器用柔性深溝球軸承進行了設(shè)計、試制、性能檢測及壽命試驗，并成功應(yīng)用于我國自行研制的“神舟1 號”，“神舟2 號”飛船上。承擔(dān)的《高精度薄壁等截面角接觸球軸承LY-7023、LY-7024、LY-7025 的研發(fā)》課題研制產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)達到國外薄壁等截面制造一流企業(yè)KAYDON、RBC 同等水平。

　　2010 年洛陽LYC 公司承擔(dān)的《重載工業(yè)機器人薄壁轉(zhuǎn)盤軸承的研制》課題，開發(fā)為重載焊接工業(yè)機器人腰部用四點接觸球薄壁轉(zhuǎn)盤軸承，并通過了用戶裝機使用。

　　2004 年，軸研科技承擔(dān)了中國機械工業(yè)集團有限公司“機器人關(guān)鍵配套軸承的開發(fā)研制”項目，完成了薄壁密封四點接觸球軸承和薄壁密封交叉滾子軸承的優(yōu)化設(shè)計方法制訂和系列化產(chǎn)品設(shè)計圖冊的編制，并對搬運機器人配套使用的兩種類型典型型號軸承FPXU408-2RZ 和CRB13025-2RS 進行了開發(fā)研制，與當(dāng)時國外同類產(chǎn)品相當(dāng)，初步實現(xiàn)了工業(yè)機器人專用軸承的國產(chǎn)化配套。

　　近年來，洛陽軸研科技股份有限公司對薄壁軸承的機構(gòu)特點、剛度、精度、摩擦力矩、預(yù)緊和應(yīng)用等進行了研究，定性分析了薄壁軸承設(shè)計要點和軸系支承剛度對軸承變形的影響，為我國工業(yè)機器人軸承的開發(fā)提供了技術(shù)支撐。

　　洛陽LYC 軸承有限公司針對諧波傳動用柔性軸承的類型、結(jié)構(gòu)特點、材料及熱處理工藝、尺寸公差和旋轉(zhuǎn)精度、滾動體精度、游隙、檢驗方法進行了深入研究。

　　河南科技大學(xué)提出了輕量化綠色化長壽命薄壁四點接觸球軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，研究了軸承有效壁厚與承載能力、啟動摩擦力矩等關(guān)鍵性能指標(biāo)之間的關(guān)系，提出了保證壽命與可靠性的最小壁厚推薦值。 

　　此外，洛陽一些規(guī)模不太大的企業(yè)，如維斯格等，已小批量生產(chǎn)工業(yè)機器人軸承多年，產(chǎn)品除供國內(nèi)工業(yè)機器人軸承主機使用，還出口韓國等國家。這些廠家在工業(yè)機器人軸承的制造上積累了一些經(jīng)驗，他們鍥而不舍地堅守在工業(yè)機器人軸承領(lǐng)域，難能可貴。

　　但是，從總體上看，我國工業(yè)機器人軸承的研發(fā)不充分，碎片化，工程化不好，研發(fā)成果向生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化不好。那些小批量生產(chǎn)工業(yè)機器人軸承的企業(yè)是利用從進行過工業(yè)機器人軸承的大型企業(yè)退休下來的技術(shù)人員的老底，沒有進行充分的研發(fā)和工程化，就直接小批量生產(chǎn)，向主機廠供貨，很多問題知其然，不知其所然。

　　我國機器人軸承發(fā)展的技術(shù)路線應(yīng)該是：

　　（1）充分發(fā)揮市場配置資源的基礎(chǔ)性作用，促進工業(yè)機器人軸承產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。既要知難而進，攻克機器人軸承的技術(shù)制高點，逐步替代進口；又不要一哄而上，造成工業(yè)機器人軸承這種高端產(chǎn)品的產(chǎn)能過剩。

　?。?）在工業(yè)機器人的開發(fā)上，已不能因循研發(fā)→工程化→產(chǎn)業(yè)化，按部就班的進行，而要走研發(fā)、工程化、產(chǎn)業(yè)化“并聯(lián)式”發(fā)展的路子。要進行研發(fā)補課，行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)的研發(fā)機構(gòu)和相關(guān)大學(xué)、科研院所要對多年來工業(yè)機器人碎片化的研發(fā)成果進行梳理、整合和深化，特別要在檢測、檢驗和工業(yè)性試驗上下工夫，著力實現(xiàn)工程化。同時，按市場需求，通過實施技術(shù)改造項目，形成生產(chǎn)能力，滿足主機行業(yè)的配套需求。

　?。?）提倡具有工業(yè)機器人軸承研發(fā)能力和研發(fā)基礎(chǔ)的大型企業(yè)和有工業(yè)機器人軸承小批量生產(chǎn)經(jīng)驗的中小型企業(yè)優(yōu)勢互補，合作共贏。

　?。?）有志于開發(fā)工業(yè)機器人軸承的企業(yè)，應(yīng)該努力尋求與工業(yè)機器人主機企業(yè)建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，并邀請相關(guān)大學(xué)、科研院所加盟，建立工業(yè)機器人軸承協(xié)同創(chuàng)新戰(zhàn)略同盟。

　　（5）標(biāo)準(zhǔn)化主管部門應(yīng)組織有關(guān)企業(yè)（工業(yè)機器人軸承供需雙方企業(yè)）、大學(xué)和科研院所，在認(rèn)真總結(jié)工業(yè)機器人軸承的研發(fā)→工程化→產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)積淀和實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，制定并貫徹實施工業(yè)機器人軸承系列標(biāo)準(zhǔn)。