三秦大地孕育著我國品類最全的裝備制造業(yè)，如今陜西省繼續(xù)發(fā)揮裝備制造優(yōu)勢，通過核心技術(shù)創(chuàng)新推進(jìn)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級(jí)化和產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化。
在制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型過程中，工業(yè)機(jī)器人必不可少。關(guān)節(jié)減速器是工業(yè)機(jī)器人的核心零部件之一，曾經(jīng)這個(gè)零部件長期依賴進(jìn)口，如今國產(chǎn)的減速器正在突破技術(shù)壁壘實(shí)現(xiàn)快速增長。
記者來到陜西省寶雞市機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器的生產(chǎn)車間。胳膊在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，關(guān)節(jié)起到了非常重要的牽引作用。在機(jī)械臂中也是同樣的原理。記者身后的機(jī)械臂正在進(jìn)行測試，它們做的動(dòng)作很復(fù)雜、很精準(zhǔn)，起到關(guān)鍵作用的就是機(jī)器人的關(guān)節(jié)。
機(jī)器人的關(guān)節(jié)長什么樣子呢?記者在現(xiàn)場給大家拆機(jī)了一個(gè)六軸機(jī)器人，這個(gè)型號(hào)的關(guān)節(jié)是工業(yè)機(jī)器人當(dāng)中使用類型最廣泛的。
記者模擬了它在機(jī)械臂當(dāng)中的運(yùn)轉(zhuǎn)。把它當(dāng)成一個(gè)電機(jī)的軸，電機(jī)軸在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候會(huì)帶動(dòng)表面兩個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)的是它最核心的三個(gè)零部件的轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)叫做偏心軸。
齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，就能帶動(dòng)外面整個(gè)殼體轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒，通過這樣的方式，就把整個(gè)電機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)給降下來了。同時(shí)也把這個(gè)電機(jī)小小的一個(gè)軸給帶到了很大的一個(gè)范圍，那它究竟是怎么運(yùn)行的呢?
拿得起 行得穩(wěn) 放得準(zhǔn) 國產(chǎn)減速器出“手”不凡
機(jī)械臂把一個(gè)金屬塊拿起來，平穩(wěn)移動(dòng)放在底座上，兩個(gè)金屬塊相遇，“智造中國”幾個(gè)字就出現(xiàn)了。
這個(gè)動(dòng)作看起來簡單，其實(shí)剛才機(jī)械臂在平移過程中，它的第三個(gè)軸，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度最快達(dá)到了每分鐘3000轉(zhuǎn)。正是關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)化，把這3000轉(zhuǎn)的高度轉(zhuǎn)速給轉(zhuǎn)化成了一整套行云流水的動(dòng)作。
這個(gè)機(jī)械臂使用的關(guān)節(jié)全部都是國產(chǎn)產(chǎn)品，在這里可以看到全國品類最全的工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)減速器，小到一個(gè)茶杯，大到800公斤的裝備部件，通過減速器的轉(zhuǎn)化，機(jī)械臂都可以拿起來，并且把它放到指定的位置。
誤差小于0.001毫米 國產(chǎn)工業(yè)母機(jī)打造高精度齒輪
關(guān)節(jié)究竟有多精確呢?
所有準(zhǔn)備出廠的關(guān)節(jié)都要經(jīng)過一場考試。考題就是電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)1815轉(zhuǎn)，減速器轉(zhuǎn)動(dòng)15圈。要測的就是每一圈是否剛好是360度，從讀數(shù)可以看出，它的誤差小于60個(gè)角秒，也就是小于一度的1/60。
精準(zhǔn)的運(yùn)行依賴的是內(nèi)部的每一個(gè)零部件的精準(zhǔn)制作。減速器內(nèi)部是由形狀各異的齒輪構(gòu)成的。在廠房的正中間，一臺(tái)臺(tái)高端數(shù)控機(jī)床正在制作的就是減速器內(nèi)部要使用的齒輪。隨著磨砂輪磨削，一個(gè)偏心軸的軸承就制作完成了。
偏心軸是整個(gè)零件當(dāng)中最脆弱的部分，它的精準(zhǔn)程度也決定了整個(gè)零件的使用壽命。從這里走出去的由國產(chǎn)機(jī)床磨削出來的偏心軸零部件，它的誤差半徑小于0.001mm，正是這樣的精準(zhǔn)磨削讓關(guān)節(jié)的使用壽命非常長。
磨削結(jié)束后，就來到了預(yù)裝配環(huán)節(jié)，每個(gè)工廠都有自己的配方。在這里左右行星架會(huì)率先被裝配在一起，它就像是給整個(gè)減速器搭好了一個(gè)框架，等待著填充內(nèi)容。
填充內(nèi)容在總裝車間完成，長得像一個(gè)U字形，非常緊湊。雖然只能裝下兩三個(gè)人，但是卻可以完成幾十個(gè)零件的14道工序的裝配。
國產(chǎn)減速器為中國智造加速
每年從這里走出去的關(guān)節(jié)減速器達(dá)5萬套，2021年，國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器的銷量增速超過了70%，也打破了這個(gè)零部件長期以來依賴進(jìn)口的局面。
未來，隨著核心技術(shù)不斷突破，國產(chǎn)的減速器必將助力中國“智造”走出加速度。
十年磨一“件”：全自動(dòng)數(shù)控機(jī)床重塑齒輪制造工藝流程
齒輪是工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的零部件，制作工藝已經(jīng)有兩千多年的歷史。如今，智能制造如何改造齒輪的制作工藝呢?可以從一位齒輪工藝工程師梅雪豐的十年歷程中尋找答案。
梅雪豐是一名齒輪工藝工程師，他做這份工作已經(jīng)十年了。十年前，國外的數(shù)控磨齒機(jī)床和他一起進(jìn)廠，這也是工廠進(jìn)行數(shù)字化升級(jí)的開始。
陜西省法士特汽車傳動(dòng)有限公司工程師 梅雪豐：加工的齒面像鏡子一樣。我們采用了國標(biāo)六級(jí)。齒形齒向的誤差，不超過0.01毫米。這是近10年來我們公司的齒輪的最高水平。
200萬元解鎖新功能 設(shè)備進(jìn)口不是一勞永逸
陜西省法士特汽車傳動(dòng)有限公司工程師 梅雪豐：這臺(tái)機(jī)床實(shí)際上是一個(gè)單機(jī)自動(dòng)化的東西，這是它的加工區(qū)，通過在操作面板上進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)的輸入，就可以完成加工。
這個(gè)機(jī)器1200萬元。當(dāng)時(shí)有一個(gè)功能需要開通，我們聯(lián)系國外的廠家，發(fā)現(xiàn)開通功能的報(bào)價(jià)是60萬元。給了一串密碼，就把功能就打開了，開通了三臺(tái)這樣的設(shè)備，花了近200萬元。
使用成本大幅增加只是一個(gè)開始，這件事情讓梅雪豐意識(shí)到，未來每一次產(chǎn)品更新迭代的“關(guān)節(jié)”都掌握在了對(duì)方手中。更重要的是，這些機(jī)器沒有開放數(shù)據(jù)共享，每一臺(tái)機(jī)器都成為孤島，很長一段時(shí)間工廠在單機(jī)自動(dòng)化的階段止步不前。國產(chǎn)化數(shù)控磨齒機(jī)成為梅雪豐的重要目標(biāo)。梅雪豐的解決方案是，與機(jī)床生產(chǎn)廠家共同研發(fā)。
十年磨一“間”：打破信息孤島 數(shù)字化工廠改造整裝待發(fā)
2017年，梅雪豐的新伙伴——首批國產(chǎn)高端數(shù)控磨齒機(jī)進(jìn)廠了。這批機(jī)床加載著更簡潔的操作界面和完全開放的生產(chǎn)數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)。
一個(gè)個(gè)磨齒機(jī)很快織成了生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，給整間工廠的數(shù)字化改造提供了基礎(chǔ)：生產(chǎn)效率提升70%以上;能源消耗降低14%;人均產(chǎn)值提高5倍。