乔维华和团队人员探讨研发中遇到的问题 本报记者魏薇
说到工业机器人如何灵活运转这个话题,就得提到关节,而要想让关节自如运动,就必须依靠一个关键的零部件——精密减速器,这是工业机器人最重要的基础部件。记者近日在渭滨区姜谭工业园了解到,一家企业生产的减速器,已供应到成都、西安等地多家生产智能装备的知名企业。减速器制造多是国内外知名大公司在做,这家企业的科技创新推动了我国减速器产业的加速发展。
突破源自坚持到底的决心
来到陕西捷泰智能传动股份有限公司,只见几名工程师正在测一套减速器的额定扭矩是否符合设计要求;两台特种机床在做精细加工,从外观看,这些减速器被锻造得光滑细腻。工作人员现场给记者演示,当伺服电机通电运转后,减速器的齿轮就会同步转动,起到减速作用。我们可以直观地看到,虽然减速器的输入端转速快,但到输出端就明显变慢了,快慢由设定好的工艺参数决定。形象点说,你想要一个机器部件运转快或慢,就可以通过减速器设定参数进行调节,以保证其行动的精准和敏捷。
近年来,我国机器人产业焕发出勃勃生机,为机器人专用减速器的发展提供了较大的市场空间,但减速器的核心技术还掌握在美国、日本等几个发达国家手中,我国的减速器制造研究也由一些大企业担当重任。一家小公司有何底气瞄准减速器领域呢?捷泰公司的项目发起人乔维华告诉记者,他们公司起初是为一些军工企业做零部件配件的,在这个过程中积累了一些技术经验。2016年成都一家企业委托他们做真空热处理炉,乔维华的技术团队在无现成经验可借鉴的基础上,自行开发设计、研究生产工艺,集结了很多创新资源,仅用了3个月,就生产出了性能稳定的真空热处理炉,使合作企业不用再采购外国高价设备。乔维华从中发现:建立“科学的创新思路、全力走到底”是研发取得突破的关键。
转换思维实现“换道超车”
2017年初,陕西捷泰智能传动股份有限公司进行了一场技术大讨论:公司未来技术方向在哪?大家认为,随着智能制造的发展,工业机器人是未来的大方向,工业减速器作为核心部件,自主研制的意义很大,于是就锁定了这个目标。可目前国内外的大企业在RV减速器、谐波减速器方面已迈出了一大步,如果亦步亦趋,是没有任何竞争优势的。乔维华认为,仿制难以拥有自己的核心技术,只有走全新的创新路径,进行“高精准、小型化、高效率”的技术创新,才能实现“换道超车”。
他山之石可以攻玉。在减速器这个“大家族”里,行星减速器研制应用已十分成熟。但现有的行星减速器体积大、精度不高,要将其装在机器人这种相对狭小的空间内,可谓“异想天开”。科技研发向来需要大胆想象,“叛逆式”思考问题。凭着多年来与企业打交道的经验,乔维华找到了市场的需求点,而让他更高兴的是,团队里的研究人员刘邵全已在传动领域钻研了50多年,也很想把自己的研究成果转化为实实在在的技术;李新刚、索荣斌等人都是工业自动化和机器人技术领域的专业工程师,能为项目研究做配套服务。
行星减速器“瘦身”成鸡蛋大小
为行星减速器“瘦身”,想让它能安装在狭小的机器人身上,实现多种不同的传动效率,满足智能装备的传动比要求,就要在整体设计结构上下功夫。一套减速器有几十个零部件,结构的模数、中心距、配齿计算等要素如何配合,需要一套科学的计算公式,如果计算不好、结构件的尺寸做不好,找不出规律,减速器就成了一个不会按要求转动的“笨家伙”。
为达到设计要求,乔维华的团队一年四季泡在实验室里,大伙一进去就像着了魔似的不出来。乔维华讲,他有时在梦中还念着数据呢,经过两年多反复实验对比,设计和运算草纸堆成了一座“小山”,最小的行星减速器被成功缩到鸡蛋大小。据了解,目前捷泰公司共研发出了3大系列、20余种产品,每种产品都有七八种传动比设定,可满足非标定制,广泛用于冶金、矿山、输送、化工等诸多行业,实现了大速比、低噪音、高稳定性的机械减速传动。
小体积蕴含着大能量,目前他们已为这些减速器申请了10余项知识产权,越来越多的智能装备企业主动找上门来与他们合作。乔维华说:“我们的梦想就是做减速器领域的专精特企业!”