Descripción general de la industria de cajas de engranajes de precisión

La integración de "motor + caja de cambios" Se espera que se convierta en la principal combinación de energía para las principales articulaciones de los robots humanoides. Se abrirá la demanda de cajas de cambios, mientras que las uniones tipo finger, limitadas por factores como el volumen y el peso, podrán adoptar una vía tecnológica más ligera.

Como componentes centrales de los robots, las tasas de localización de cajas de cambios, servosistemas y controladores son actualmente solo del 36,53 %, 24,50 % y 31,20 %, respectivamente. Estas tres partes son las principales garantías para el movimiento preciso del robot y juegan un papel decisivo en el rendimiento final de los productos, lo que las convierte en el foco principal del proceso de localización.

Entre los componentes, las cajas de engranajes tienen la proporción más alta y sirven como mecanismo intermedio que conecta la fuente de energía y el actuador. Tienen la función de igualar velocidades y transmitir par, y se pueden dividir en cajas de cambios de uso general y cajas de cambios de precisión.

Las cajas de cambios de uso general tienen una menor precisión de control pero pueden satisfacer las necesidades básicas de transmisión de potencia de los equipos mecánicos. Por otro lado, las cajas de cambios de precisión presentan elevados requisitos de fabricación y dificultades técnicas. Ofrecen ventajas como alta precisión, confiabilidad, estabilidad y pequeño juego. Se aplican en campos de alta gama como robots y máquinas herramienta CNC.

Descripción general de la industria de cajas de cambios de precisión:

Las cajas de engranajes de precisión, similares a los "tendones" de maquinaria industrial, conectar servomotores y actuadores. Dado que los motores generalmente tienen alta velocidad y bajo torque, la función principal de las cajas de engranajes es reducir la velocidad y aumentar el torque, ajustando así con precisión el ángulo de rotación de la máquina.

Las cajas de engranajes de precisión son dispositivos que se usan junto con motores, y su uso en robots humanoides generalmente es consistente con la cantidad de servomotores, que será mucho mayor que en los robots industriales existentes (donde se usa una sola caja de engranajes para 2-6 máquinas).

Las cajas de cambios de precisión son componentes mecánicos específicos con su propio conjunto de tecnologías, equipos y procesos. Los engranajes, motores y sensores fabricados a partir de este modelo forman las unidades conjuntas del robot. Estas unidades conjuntas forman el robot, que en última instancia es utilizado por el usuario.

El ecosistema tecnológico de las cajas de cambios de precisión incluye tres niveles: la tecnología de las propias cajas de cambios, la sinergia entre las cajas de cambios y las unidades conjuntas, y la sinergia entre las cajas de cambios y el rendimiento general del robot.

Las cajas de cambios de precisión incluyen principalmente cajas de cambios armónicas y cajas de cambios para vehículos recreativos. En general, debido a la capacidad de carga limitada de las cajas de cambios armónicas pero de menor tamaño y peso, y a la mayor capacidad de carga de las cajas de cambios para vehículos recreativos pero de mayor tamaño y peso, estos dos tipos de cajas de cambios presentan una relación complementaria a corto plazo en lugar de una sustitución.

En general, los robots industriales con una carga inferior a 10 kg utilizan principalmente cajas de cambios armónicas. Para robots industriales de alta carga con una carga de 10 a 20 kg, se pueden utilizar cajas de cambios armónicas para las articulaciones del antebrazo y la muñeca. Incluso para cargas superiores a 30 kg, se pueden utilizar cajas de engranajes armónicos para uniones finales de carga más ligeras. Las cajas de cambios para vehículos recreativos se utilizan más comúnmente para piezas de carga pesada, como la base, la parte superior del brazo y el hombro.

Según los datos de MIR, beneficiándose de la gran prosperidad de las industrias transformadoras, como los robots industriales, las ventas de cajas de cambios armónicas y para vehículos recreativos en China han aumentado de 543.000 unidades en 2019 a 1.263.000 unidades en 2022, con una tasa compuesta anual del 32,5% durante este periodo. Se espera que de 2023 a 2025 las ventas sigan creciendo a una tasa compuesta anual del 16,8%, superando los 2 millones de unidades. Estructuralmente, los robots industriales son el mayor campo de aplicación de las cajas de cambios: representarán el 79,7% en 2022.