【中國智能制造網(wǎng) 學(xué)術(shù)論文】近年以來，大家只要談到諧波減速器，從事工業(yè)機器人領(lǐng)域的業(yè)內(nèi)人士都不會陌生。過去多年，這個有時不過巴掌大的機器人核心零部件，由于核心技術(shù)長期被國外品牌壟斷，一直占據(jù)機器人約三成的整體成本。這一現(xiàn)實也客觀上推高了國內(nèi)機器人應(yīng)用的成本。　　
　　20世紀(jì)50年代中期，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，美國人馬瑟在薄殼彈性變形理論基礎(chǔ)上，應(yīng)用金屬的撓性和彈性力學(xué)原理發(fā)明出來一種新型諧波傳動技術(shù)。諧波傳動技術(shù)主要應(yīng)用于航空航天、工業(yè)機器人、精密設(shè)備儀器、雷達(dá)通訊設(shè)備、印刷機械、紡織機械、半導(dǎo)體工業(yè)晶圓傳送裝置、印刷包裝機械、醫(yī)療器械、金屬成型機械、儀器儀表、光學(xué)制造儀器、核設(shè)施及空氣動力實驗研究等領(lǐng)域。
　　
　　諧波傳動這項新型技術(shù)的出現(xiàn)便引起了各國的重視。1970年引入日本，隨之誕生了日本家整體運動控制的企業(yè)-日本HarmonicDriveSystemsInc.(簡稱HDSI)。日本HDSI公司生產(chǎn)的HarmonicDrive諧波減速器，具有輕量、小型、傳動效率高、減速范圍廣、精度高等特點，被廣泛應(yīng)用于各種傳動系統(tǒng)中。HDSI主要生產(chǎn)和銷售各種精密減速裝置，當(dāng)之無愧為整體運動控制的企業(yè)。為了涵蓋諧波減速器不能覆蓋到的低減速比領(lǐng)域，HDSI產(chǎn)品還開發(fā)了精密行星齒輪減速機HarmonicPlanetary。獨特的內(nèi)齒圈形變工藝，可使行星齒輪嚙合得更緊、消除背隙，從而將傳動誤差控制在精密范圍內(nèi)。HDSI初只是在其國內(nèi)發(fā)展，與之有著長久合作關(guān)系的有安川電機、三菱電機及發(fā)那科等企業(yè)。
　　
　　近年來，中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新的歷史機遇期，以ABB、KUKA、安川、發(fā)那科為代表的機器人企業(yè)紛紛大舉進(jìn)入中國，設(shè)立工廠，搶占市場份額。在中國，如手機制造、半導(dǎo)體、液晶生產(chǎn)機械等行業(yè)，對小型機器人的需求也是越來越旺盛，然而對于國內(nèi)的工業(yè)機器人而言，特別是諧波減速器、伺服電機、控制系統(tǒng)等還需大量依賴進(jìn)口，這就導(dǎo)致了其競爭力還與國外企業(yè)有差距，但是這些又是工業(yè)機器人的上游部件、關(guān)鍵部件。據(jù)機器人聯(lián)盟(IFR)統(tǒng)計，2012年中國共進(jìn)口工業(yè)機器人約2.2萬臺，中國將是增長快的工業(yè)機器人市場。HDSI的諧波減速器是小型工業(yè)機器人(20kg以下)或者關(guān)節(jié)臂上不可取代的部件，這為其拓展中國大陸市場帶來了新的契機。2011年1月，HDSI在華成立設(shè)立哈默納科(上海)商貿(mào)有限公司，該公司為其在華投資設(shè)立的全資銷售子公司。主要負(fù)責(zé)HDSI產(chǎn)品在中國大陸的銷售、選型等技術(shù)支持及售后服務(wù)。
　　
　　HDSI早期的產(chǎn)品主要是減速機等機械產(chǎn)品，時至今日，HDSI的主打產(chǎn)品又加上了眾多的機電一體化產(chǎn)品。在減速機方面，HDSI主要有HarmonicDrive(諧波齒輪傳動減速機)和HarmonicPlanetary(行星齒輪減速機)。其生產(chǎn)的HarmonicDrive諧波減速機，基本上主導(dǎo)了主要市場，具有其他減速機不具備的特點：高旋轉(zhuǎn)精度/高定位精度、小型/輕量、傳動效率高、高減速比、減速范圍廣、精度高、高轉(zhuǎn)矩容量、無齒隙、率及安靜運行等特點，被廣泛應(yīng)用于各種傳動系統(tǒng)中。為了涵蓋諧波減速機不能覆蓋到的低減速比領(lǐng)域，HDSI產(chǎn)品還開發(fā)了精密行星齒輪減速機HarmonicPlanetary。獨特的內(nèi)齒圈形變工藝，可以使得行星齒輪嚙合得更緊、消除背隙，從而將傳動誤差控制在精密范圍內(nèi)。
　　
　　諧波減速器僅由3個基本部件構(gòu)成：柔輪、波發(fā)生器和剛輪。柔輪的外徑略小于剛輪的內(nèi)徑，通常柔輪比剛輪少2個齒。波發(fā)生器的橢圓型形狀決定了柔輪和剛輪的齒接觸點分布在介于橢圓中心的兩個對立面。波發(fā)生器轉(zhuǎn)動的過程中，柔輪和剛輪齒接觸部分開始嚙合。波發(fā)生器每正時針旋轉(zhuǎn)180°，柔輪就相當(dāng)于剛輪逆時針旋轉(zhuǎn)1個齒數(shù)差。在180°對稱的兩處，全部齒數(shù)的30%以上同時嚙合，這也造就了其高轉(zhuǎn)矩傳送。
　　
　　HarmonicDrive擁有高轉(zhuǎn)矩型CSG系列諧波減速器、標(biāo)準(zhǔn)型CSF系列諧波減速器、超扁平和高負(fù)載容量型CSD系列諧波減速器、高轉(zhuǎn)矩中空軸和輸入軸型SHG系列諧波減速器、中空軸和輸入軸型SHF系列諧波減速器、超扁平和中空型SHD系列諧波減速器、小型雙軸型CSFsupermini系列諧波減速器、標(biāo)準(zhǔn)型CSG-GH/CSF-GH諧波減速器系列。