【中國(guó)智能制造網(wǎng) 學(xué)術(shù)論文】近年以來(lái)，大家只要談到諧波減速器，從事工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的業(yè)內(nèi)人士都不會(huì)陌生。過去多年，這個(gè)有時(shí)不過巴掌大的機(jī)器人核心零部件，由于核心技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)外品牌壟斷，一直占據(jù)機(jī)器人約三成的整體成本。這一現(xiàn)實(shí)也客觀上推高了國(guó)內(nèi)機(jī)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(guó)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(lái)一種新型諧波傳動(dòng)技術(shù)。諧波傳動(dòng)技術(shù)主要應(yīng)用于航空航天、工業(yè)機(jī)器人、精密設(shè)備儀器、雷達(dá)通訊設(shè)備、印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、半導(dǎo)體工業(yè)晶圓傳送裝置、印刷包裝機(jī)械、醫(yī)療器械、金屬成型機(jī)械、儀器儀表、光學(xué)制造儀器、核設(shè)施及空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)研究等領(lǐng)域。
　　
　　諧波傳動(dòng)這項(xiàng)新型技術(shù)的出現(xiàn)便引起了各國(guó)的重視。1970年引入日本，隨之誕生了日本家整體運(yùn)動(dòng)控制的企業(yè)-日本HarmonicDriveSystemsInc.(簡(jiǎn)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(dòng)效率高、減速范圍廣、精度高等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種傳動(dòng)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(wú)愧為整體運(yùn)動(dòng)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(jī)HarmonicPlanetary。獨(dú)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(dòng)誤差控制在精密范圍內(nèi)。HDSI初只是在其國(guó)內(nèi)發(fā)展，與之有著長(zhǎng)久合作關(guān)系的有安川電機(jī)、三菱電機(jī)及發(fā)那科等企業(yè)。
　　
　　近年來(lái)，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新的歷史機(jī)遇期，以ABB、KUKA、安川、發(fā)那科為代表的機(jī)器人企業(yè)紛紛大舉進(jìn)入中國(guó)，設(shè)立工廠，搶占市場(chǎng)份額。在中國(guó)，如手機(jī)制造、半導(dǎo)體、液晶生產(chǎn)機(jī)械等行業(yè)，對(duì)小型機(jī)器人的需求也是越來(lái)越旺盛，然而對(duì)于國(guó)內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人而言，特別是諧波減速器、伺服電機(jī)、控制系統(tǒng)等還需大量依賴進(jìn)口，這就導(dǎo)致了其競(jìng)爭(zhēng)力還與國(guó)外企業(yè)有差距，但是這些又是工業(yè)機(jī)器人的上游部件、關(guān)鍵部件。據(jù)機(jī)器人聯(lián)盟(IFR)統(tǒng)計(jì)，2012年中國(guó)共進(jìn)口工業(yè)機(jī)器人約2.2萬(wàn)臺(tái)，中國(guó)將是增長(zhǎng)快的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。HDSI的諧波減速器是小型工業(yè)機(jī)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(guó)大陸市場(chǎng)帶來(lái)了新的契機(jī)。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(guó)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(jī)等機(jī)械產(chǎn)品，時(shí)至今日，HDSI的主打產(chǎn)品又加上了眾多的機(jī)電一體化產(chǎn)品。在減速機(jī)方面，HDSI主要有HarmonicDrive(諧波齒輪傳動(dòng)減速機(jī))和HarmonicPlanetary(行星齒輪減速機(jī))。其生產(chǎn)的HarmonicDrive諧波減速機(jī)，基本上主導(dǎo)了主要市場(chǎng)，具有其他減速機(jī)不具備的特點(diǎn)：高旋轉(zhuǎn)精度/高定位精度、小型/輕量、傳動(dòng)效率高、高減速比、減速范圍廣、精度高、高轉(zhuǎn)矩容量、無(wú)齒隙、率及安靜運(yùn)行等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種傳動(dòng)系統(tǒng)中。為了涵蓋諧波減速機(jī)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(jī)HarmonicPlanetary。獨(dú)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(dòng)誤差控制在精密范圍內(nèi)。
　　
　　諧波減速器僅由3個(gè)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(gè)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(diǎn)分布在介于橢圓中心的兩個(gè)對(duì)立面。波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)針旋轉(zhuǎn)180°，柔輪就相當(dāng)于剛輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)1個(gè)齒數(shù)差。在180°對(duì)稱的兩處，全部齒數(shù)的30%以上同時(shí)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。