【中國智能制造網(wǎng) 學術論文】近年以來，大家只要談到諧波減速器，從事工業(yè)機器人領域的業(yè)內人士都不會陌生。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機器人應用的成本。　　
　　20世紀50年代中期，隨著科學技術的發(fā)展，美國人馬瑟在薄殼彈性變形理論基礎上，應用金屬的撓性和彈性力學原理發(fā)明出來一種新型諧波傳動技術。諧波傳動技術主要應用于航空航天、工業(yè)機器人、精密設備儀器、雷達通訊設備、印刷機械、紡織機械、半導體工業(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、光學制造儀器、核設施及空氣動力實驗研究等領域。
　　
　　諧波傳動這項新型技術的出現(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，被廣泛應用于各種傳動系統(tǒng)中。HDSI主要生產和銷售各種精密減速裝置，當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域，HDSI產品還開發(fā)了精密行星齒輪減速機HarmonicPlanetary。獨特的內齒圈形變工藝，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。HDSI初只是在其國內發(fā)展，與之有著長久合作關系的有安川電機、三菱電機及發(fā)那科等企業(yè)。
　　
　　近年來，中國工業(yè)機器人產業(yè)進入新的歷史機遇期，以ABB、KUKA、安川、發(fā)那科為代表的機器人企業(yè)紛紛大舉進入中國，設立工廠，搶占市場份額。在中國，如手機制造、半導體、液晶生產機械等行業(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)等還需大量依賴進口，這就導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、關鍵部件。據(jù)機器人聯(lián)盟(IFR)統(tǒng)計，2012年中國共進口工業(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在華成立設立哈默納科(上海)商貿有限公司，該公司為其在華投資設立的全資銷售子公司。主要負責HDSI產品在中國大陸的銷售、選型等技術支持及售后服務。
　　
　　HDSI早期的產品主要是減速機等機械產品，時至今日，HDSI的主打產品又加上了眾多的機電一體化產品。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)。其生產的HarmonicDrive諧波減速機，基本上主導了主要市場，具有其他減速機不具備的特點：高旋轉精度/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、高轉矩容量、無齒隙、率及安靜運行等特點，被廣泛應用于各種傳動系統(tǒng)中。為了涵蓋諧波減速機不能覆蓋到的低減速比領域，HDSI產品還開發(fā)了精密行星齒輪減速機HarmonicPlanetary。獨特的內齒圈形變工藝，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。
　　
　　諧波減速器僅由3個基本部件構成：柔輪、波發(fā)生器和剛輪。柔輪的外徑略小于剛輪的內徑，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180°，柔輪就相當于剛輪逆時針旋轉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，這也造就了其高轉矩傳送。
　　
　　HarmonicDrive擁有高轉矩型CSG系列諧波減速器、標準型CSF系列諧波減速器、超扁平和高負載容量型CSD系列諧波減速器、高轉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、標準型CSG-GH/CSF-GH諧波減速器系列。