
1. 關(guān)鍵零部件
絲杠(線性驅(qū)動(dòng)核心)
類型:行星滾柱絲杠、滾珠絲杠、梯形絲杠
功能:旋轉(zhuǎn)→直線運(yùn)動(dòng)(髖部、大腿、小腿關(guān)節(jié))
技術(shù)壁壘:高精度導(dǎo)程加工、材料強(qiáng)度、熱處理
代表廠商:特斯拉、新劍傳動(dòng)、恒立液壓、北特科技
減速器
類型:諧波減速器、行星減速器、RV 減速器
功能:降速增扭(手臂、腕部關(guān)節(jié))
技術(shù)壁壘:精密齒輪加工、裝配工藝
代表廠商:綠的諧波、中大力德、雙環(huán)傳動(dòng)
電機(jī)與執(zhí)行器
類型:無(wú)框力矩電機(jī)、空心杯電機(jī)、線性執(zhí)行器
功能:高功率密度驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)
技術(shù)壁壘:電機(jī)設(shè)計(jì)、散熱技術(shù)
代表廠商:三花智控、拓普集團(tuán)、鳴志電器
傳感器
類型:六維力傳感器、觸覺(jué)傳感器、視覺(jué)傳感器(攝像頭、激光雷達(dá))
功能:環(huán)境感知與精準(zhǔn)操作
技術(shù)壁壘:多模態(tài)數(shù)據(jù)融合、算法解耦
代表廠商:柯力傳感、安培龍、凌云股份
靈巧手
功能:高自由度仿生操作
技術(shù)壁壘:多指協(xié)同控制、輕量化設(shè)計(jì)
代表廠商:特斯拉、宇樹科技、智元機(jī)器人
結(jié)構(gòu)件與材料
材料:鋁合金、碳纖維、PEEK(聚醚醚酮)
功能:輕量化機(jī)身
技術(shù)壁壘:材料成型工藝(壓鑄、鍛造)
代表廠商:旭升集團(tuán)、愛(ài)柯迪
2. 關(guān)鍵工藝流程
絲杠加工
步驟:下料→車削→熱處理→磨削→銑削→研磨→檢測(cè)
核心工藝:磨削(高精度螺紋磨床)、熱處理(淬火消除應(yīng)力)
難點(diǎn):行星滾柱絲杠內(nèi)螺紋加工干涉問(wèn)題
減速器制造
諧波減速器:柔輪成型→剛輪加工→裝配
行星減速器:齒輪磨削→行星輪系裝配
核心工藝:齒輪滾齒(通常只用滾齒,咨詢電話13522079385)、磨削(IT5 級(jí)精度)
電機(jī)制造
無(wú)框力矩電機(jī):定子繞組繞制、動(dòng)平衡測(cè)試
空心杯電機(jī):無(wú)齒槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、繞組工藝
傳感器制造
六維力傳感器:應(yīng)變片粘貼→溫度補(bǔ)償→多維度標(biāo)定
觸覺(jué)傳感器:柔性材料制備、微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
靈巧手制造
步驟:機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)→傳動(dòng)系統(tǒng)組裝(腱繩 / 齒輪)→傳感器集成→控制算法調(diào)試
3. 所需主要裝備
磨床
用途:絲杠滾道、減速器齒輪、電機(jī)軸的磨削
類型:螺紋磨床(如華辰裝備高精度外螺紋磨床,咨詢15910974236)、內(nèi)圓 / 外圓磨床、平面磨床
加工中心
用途:絲杠毛坯粗加工、減速器殼體成型加工
設(shè)備:數(shù)控車床、車銑復(fù)合中心
熱處理設(shè)備
用途:絲杠淬火、齒輪滲碳淬火
類型:真空淬火爐、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備
檢測(cè)設(shè)備
用途:尺寸精度、表面粗糙度、動(dòng)平衡檢測(cè)
類型:三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、激光干涉儀、動(dòng)平衡機(jī)
專用工裝與自動(dòng)化生產(chǎn)線
用途:提升裝配精度與效率
示例:行星滾柱絲杠自動(dòng)化裝配線、靈巧手多指協(xié)同調(diào)試平臺(tái)
4. 技術(shù)趨勢(shì)與挑戰(zhàn)
降本需求:國(guó)產(chǎn)替代(如絲杠磨床國(guó)產(chǎn)化)
高精度化:亞微米級(jí)磨床(如華辰裝備亞微米級(jí)磨床)
集成化:電機(jī)與絲杠一體化設(shè)計(jì)(如特斯拉反向式行星滾柱絲杠)
智能化:AI 算法優(yōu)化加工參數(shù)(如磨削力實(shí)時(shí)補(bǔ)償)
材料升級(jí):專用絲杠鋼(對(duì)標(biāo)日本 SCM420H)、碳纖維輕量化
5. 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
絲杠加工現(xiàn)狀:
國(guó)內(nèi)絲杠(如行星滾柱絲杠)加工仍以進(jìn)口設(shè)備為主,日本(THK、NSK)、德國(guó)(Rexroth)等企業(yè)占據(jù)高端市場(chǎng)。國(guó)產(chǎn)設(shè)備(如華辰裝備的高精度外螺紋磨床)逐步實(shí)現(xiàn) P1 級(jí)精度,但 P0 級(jí)設(shè)備仍依賴進(jìn)口。
原因:
國(guó)內(nèi)設(shè)備在材料純凈度(如軸承鋼與日本 SCM420H 的差距)、精密磨削工藝(如砂輪選型、加工路徑規(guī)劃)和設(shè)備穩(wěn)定性上存在不足。
減速器與電機(jī)制造現(xiàn)狀:
諧波減速器國(guó)產(chǎn)率約 44%(如綠的諧波),但高端行星減速器仍依賴日本(Nabtesco)、德國(guó)(Neugart)。電機(jī)方面,空心杯電機(jī)國(guó)產(chǎn)化率低,無(wú)框力矩電機(jī)依賴進(jìn)口(如日本多摩川)。
原因:
精密齒輪加工設(shè)備(如磨齒機(jī))和電機(jī)繞線技術(shù)被海外壟斷。
傳感器與靈巧手現(xiàn)狀:
六維力傳感器以美國(guó) ATI、日本 Nidec 為主,國(guó)產(chǎn)廠商(如柯力傳感)處于送樣階段。靈巧手依賴進(jìn)口核心部件(如微型電機(jī))。
原因:微納加工技術(shù)、多模態(tài)傳感器集成能力不足。
結(jié)構(gòu)件與材料現(xiàn)狀:鋁合金壓鑄件(如旭升集團(tuán))國(guó)產(chǎn)化率較高,但碳纖維、PEEK 等復(fù)合材料加工設(shè)備依賴進(jìn)口。
原因:高精度成型設(shè)備(如五軸聯(lián)動(dòng)加工中心)和表面處理技術(shù)落后。
6. 國(guó)內(nèi)外裝備差距
精度與穩(wěn)定性
國(guó)外:日本三井精機(jī)(13522079385)的螺紋磨床可達(dá) P0 級(jí)(導(dǎo)程誤差≤6μm/300mm),德國(guó) R+W 的行星滾柱絲杠壽命達(dá) 20,000 小時(shí)。
國(guó)內(nèi):華辰裝備的 P1 級(jí)磨床(導(dǎo)程誤差≤12μm/300mm)接近國(guó)際水平,但量產(chǎn)一致性待提高,廢品率需要進(jìn)一步降低。
核心技術(shù)
數(shù)控系統(tǒng):國(guó)內(nèi)依賴西門子 840D、發(fā)那科等,自主系統(tǒng)(如華中數(shù)控 HNC-808DG)開放性待提高。
多軸聯(lián)動(dòng):五軸聯(lián)動(dòng)磨床技術(shù)被德國(guó)、日本壟斷,國(guó)內(nèi)企業(yè)(如科德數(shù)控)剛突破。
材料與工藝
材料:國(guó)內(nèi)絲杠用 GCr15 軸承鋼純凈度低于日本 SCM420H,導(dǎo)致疲勞壽命短。
熱處理:國(guó)內(nèi)淬火工藝穩(wěn)定性差,淬硬層深度不足(如日本采用滲碳淬火技術(shù))。
智能化與自動(dòng)化
國(guó)外:配備 AI 算法優(yōu)化磨削參數(shù)(如瑞士Monnier+Zahner 的自適應(yīng)控制系統(tǒng),13501282025)。
國(guó)內(nèi):多數(shù)依賴人工經(jīng)驗(yàn),智能化生產(chǎn)線普及率低。
來(lái)源:作者 趙宇龍