原標題：7年時間填補國內微型高精度機器人關節器件空白！青島這家企業做到極致

來源：青島日報社/觀海新聞

原標題：7年時間填補國內微型高精度機器人關節器件空白！青島這家企業做到極致

來源：青島日報社/觀海新聞

用7年時間實現核心技術突破，填補國內微型高精度機器人關節器件空白

豐光精密：將結構“最簡單”產品做到極致

諧波減速器是精密傳動的核心元件，隨著人形機器人技術向高靈活性和智能化發展，諧波減速器在提升運動擬人化、降低能耗等方面的作用日益突出，成為機器人產業技術突破的核心環節。行業人士介紹，一臺人形機器人的生產成本中，諧波減速器約占1／3。

這個僅由波發生器、柔輪、剛輪三個部件組合而成的精密器件，早在20世紀50年代便誕生于美國，但此前由于專利技術限制、國內無大規模應用場景等諸多原因，我國的諧波減速器研發生產進展緩慢。

記者近日在膠州市企業豐光精密采訪時獲悉，作為精密部件制造行業的老牌企業，豐光精密已具備人形機器人領域03－32型全系列諧波減速器的量產能力。值得一提的是，03、05、08型產品目前在國內僅豐光精密一家企業能夠實現量產，有效填補了國內微型高精度機器人關節器件的空白。

立志突破核心技術

諧波減速器是應用在機器人關節中的部件，它通過彈性波動變形原理，將電機的高速旋轉轉化為低速高扭矩輸出。與一般性的減速器比，它具有體積小、重量輕、傳動比大等優點，應用在人形機器人“靈巧手”等關鍵部位時，更具靈活性、高精度的特點能夠幫助機器人實現精細動作模擬。

在豐光精密會議室里，工作人員頗具儀式感地向記者展示企業研發出的不同型號諧波減速器——只見他們戴著嶄新的白手套，從木匣中取出硬幣大小的減速器后，放置于麂皮布上一一陳列?！霸谖覀冄壑?，諧波減速器要比黃金、古董貴重得多，所以在與客戶洽談時，會專門準備一個小木匣?！必S光精密董事長李軍笑稱。

李軍介紹，諧波減速器誕生于20世紀50年代的美國，近些年相關專利到期后，許多國家的企業加入到仿制研發隊伍中。作為“北交所”第一批上市企業，豐光精密從事精密零配件加工已有20余年歷史，客戶多為世界500強等行業頭部企業，特別是與國際機器人領域“四巨頭”之一的日本安川電機有著廣泛的業務往來。“一直以來，我們為很多企業提供與諧波減速器配套使用的其他零部件，隨著國內機器人行業發展突飛猛進，豐光精密也立志在該零部件領域實現核心技術突破?！?/p>

最終，企業用了7年時間、花費數千萬元完成了技術攻關。

每一步都是“極限挑戰”

諧波減速器的配件只有波發生器、柔輪、剛輪。其中，?波發生器?作為主動輸入部件，在旋轉時通過擠壓作用迫使柔輪產生周期性彈性變形?；柔輪?由薄壁彈性材料制成，在波發生器作用下由圓形變為橢圓形，與剛輪形成局部嚙合，并通過變形傳遞動力。柔輪齒數比剛輪少2齒，這是形成傳動差動的基礎?；?剛輪?是固定不動的內齒齒輪，與柔輪齒形嚙合，通過剛性結構限制柔輪的變形范圍并傳遞輸出動力?。

“因為只有三個部件，諧波減速器可以說是世界上結構‘最簡單’的產品，但是其制作工藝的每一步都可謂是‘極限挑戰’?！崩钴姼袊@道。

零部件的生產，首先要找對材質。柔輪使用的是薄壁材料，且需要在薄壁上加工肉眼看不見的齒輪，讓它在不斷變形過程中產生推動力。但世界上能夠生產這種薄壁材質的企業屈指可數，因此在對接原材料生產商的過程中，豐光精密著實費了一番功夫?！白罱K我們取得了國際一流材質生產商的信任，獲得了基礎材料的供應?！崩钴娬f。

雖然柔輪用的是薄壁材料，但與之配合的剛輪須為厚壁材質，為了產品的穩定性，企業必須保證不同材質的部件具備相同的壽命，因此需要進行漫長的壽命測試、性能測試。“我們最早一批零部件的測試時長已超1萬小時，直到今天還在運行測試中。”李軍說。

而像找材料這種難關，幾乎覆蓋了諧波減速器研發制造的每一步——加工微米級齒輪，不但需要極高的加工工藝和高性能的加工刀具，更意味著企業要有能夠生產這種刀具的母機；柔輪齒數比剛輪少2齒，兩者要在柔性變形過程中產生“親密接觸”，這是極高難度的擬合過程，其基礎是復雜的計算推演；零部件后期的冷處理、熱處理、表面處理、安裝檢查等，都是國內企業甚少涉足的空白領域……

李軍告訴記者，一部人形機器人大約會用到14至16個諧波減速器，而豐光精密已具備人形機器人領域03－32型全系列諧波減速器的量產能力，其中，03、05、08型產品目前在國內僅豐光精密一家企業能夠實現量產?！斑@些型號是根據諧波減速器柔輪節圓的直徑尺寸定義出來的，數字越小，代表體型越小，加工難度越大，當然產品附加值也越高?！崩钴娬f，相較于國外產品，豐光精密研發的諧波減速器可將成本大幅減少，且隨著生產規模的提升，成本還將繼續下降。

搭建產學研合作平臺

隨著產品研發成功，豐光精密還將聯合頭部企業，共建上合國際人形機器人產業研究院，重點研發一體式關節、諧波減速機應用、靈巧手等核心部件，推動國產人形機器人發展。

規模化生產的信心源自機器人領域，尤其是人形機器人的快速發展。“這個靈巧手指里，就用到了我們研發的超微型諧波減速器。它的產品直徑只有7毫米多，比我們的食指寬度還要小。應用了諧波減速器的靈巧手，在人工智能的控制下，機器人就可以做出捏、夾、搓等精密動作?！崩钴娬f。

他還介紹，隨著人工智能、算法控制、視覺控制等相關技術取得跨越式成就，讓具身智能機器人產業規?；l展成為可能，更讓業界對人形機器人發展重拾信心。業內人士認為，人形機器人有望率先在做飯這一場景中得到實際應用。

“無論是人形機器人、工業機器人還是協作機器人，他們要實現靈巧動作，就要用到諧波減速器。而作為工業強市，青島又具備極為豐富的應用場景，所以我們計劃參與共建上合國際人形機器人產業研究院，搭建產學研合作平臺，以免費提供諧波減速器等優惠條件，吸引初創型機器人研發企業集聚?！崩钴娬f。（青島日報／觀海新聞記者 王萌）

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