2023年机器人行业迎来快速发展阶段，其实我国很早已经注重提升机器人产业的整体发展水平，先后出台了一系列利好机器人产业发展的政策。

　　在机器人领域，中国已成为支撑世界机器人产业发展的中坚力量，尤以在2020年首次突破千亿元大关为标志性事件，并且，中国工业机器人市场连续8年稳居全球第一。

　　特斯拉可以复用其新能源车的轴承供应链加速机器人的降本。

　　特斯拉机器人根据不同位置的受力特点选用4种不同的轴承，其中深沟球轴承、四点接触轴承、角接触轴承技术壁垒较低，国内已有成熟供应商。交叉滚子轴承制造难度大，全球主要供应商集中在日德，国内人本股份具备小批量供应能力，国机精工具备技术储备和产品。

　　轴承加工对磨床需求量大，要求高。海外高精度磨床交期长达18个月，国内宇环数控、秦川机床、日发精机已具备国产替代的实力，为国产轴承厂扩产保驾护航。

　　工机器人核心零部件之精密减速器

　　精密减速器是连接动力源和执行机构之间的中间装置，其作用是降低伺服电机的高转速、通过齿轮减速比放大伺服电机的原始扭矩，并提供高刚性保持、高精度定位。

　　精密减速器下游市场多点开花，除工业机器人外还可以应用至半导体设备、数控机床、医疗器械等对工作精度要求高的设备变速装置上，加速各行业智能化转型。

　　在具备机器人供应链向国内转移、国际巨头发展各遇瓶颈以及国产减速器突破量产的三点核心优势下，减速器国产替代具备强确定性。

　　减速器的轴承应用

　　主轴承几乎承受了RV减速器的全部外载荷，因此需要具有高承载、高刚性及运转平稳性。

　　日本住友精密RV减速器选用薄壁圆锥滚子轴承作为主轴承。

　　主轴承材料的加工难点在于：套圈热处理后的椭圆、套圈精磨后的平面翘曲以及接触角测量及偏差的控制非常困难。

　　前两者可以通过工艺优化以及采用工序能力指数较高的加工设备改善，后者则需在产品设计及工艺制订时就进行轴承套圈匹配优化，以实现加工过程中接触角偏差100%合格。

　　摆线轮支承轴承：承摆线轮圆周运动的作用，多选用M形金属保持架和圆柱滚子组件。

　　轴承在实际应用过程中最突出的问题是保持架脱落金属屑和轴承窜动导致摆线轮卡死，主要原因系车制、压膜后的处理不当以及保持架方形兜孔被加工成了菱形造成轴向分力。

　　偏心轴支承轴承与太阳轮支承轴承：由于偏心轴的受力复杂，两端需要受到支承轴承作用。

　　太阳轮支承轴承安装于RV减速器行星架的刚性盘内，主要起精确定位减速器太阳轮位置的作用。应用过程中需严格控制太阳轮支承轴承的径向游隙。

　　轴承钢材：我国的轴承钢氧含量虽然可以控制到接近世界先进水平，但是在夹杂物的组成、数量、尺寸以及分布等方面不能够得到稳定控制，这会直接导致钢材的疲劳性能低、服役时间短。

　　此外，我国轴承钢在品种和规格方面并不完善，且生产的多是低档次轴承钢，钢材的质量、稳定性及外观较差，达不到较高的专业化生产，成本降低效果不明显。

　　技术无捷径，全产业链玩家需要坚持难而正确的自主研发道路，以助力国产RV减速器早日突破高端。

　　虽然海外轴承厂商的产品在性能上明显优于国内，但由于一台RV减速器需要配备9-15套轴承，若全部采用海外产品则成本较大，甚至会存在入不敷出的情况，因此国内RV减速器厂商大多选择国产轴承供应商。

　　在材料供应商选择方面，不同于谐波减速器厂商外购海外柔轮材料，RV减速器厂商受限于零部件数量多带来的成本问题，也倾向于选择国内材料供应商。

　　但选择国产轴承、国产原材料必然会带来产品一致性、稳定性较差的问题。

　　当前，国产RV减速器在中低端领域尚可应用，但想在高端市场突围还需要国内轴承、材料厂商与RV减速器厂商在产品性能、功能提升上进一步研发积累。

　　延伸阅读：--------------------------------

　　工业机器人轴承作为工业机器人的关键配套件之一，最适用于工业机器人的关节部位或者旋转部位、机械加工中心的旋转工作台、机械手旋转部、精密旋转工作台、医疗仪器、计量器具、IC制造装置等。

　　工业机器人轴承特点

　　1、可承受轴向、径向、倾覆等方向综合载荷；

　　2、薄壁型轴承；

　　3、高回转定位精度。

　　工业机器人轴承分类

　　主要包括两大类用于工业机器人的轴承，一是等截面薄壁轴承，另一类是交叉滚子轴承。另外还有谐波减速器轴承、直线轴承、关节轴承等，但主要还是等截面薄壁轴承和交叉滚子轴承运用较多。

　　交叉滚子轴承

　　交叉滚子轴承，是圆柱滚子或圆锥滚子在呈90度的V形沟槽滚动面上通过隔离块被相互垂直地排列，所以交叉滚子轴承可承受径向负荷、轴向负荷及力矩负荷等多方向的负荷。

　　内外圈的尺寸被小型化，极薄形式更是接近于极限的小型尺寸，并且具有高钢性，且精度可达到P5、P4、P2级。因此适合于工业机器人的关节部和旋转部、机械加工中心的旋转台，精密旋转工作台、医疗机器、计算器、军工、IC制造装置等设备。

　　交叉滚子轴承的特点：

　　1、具有出色的旋转精度

　　交叉滚子轴承内部结构采用滚子呈90°相互垂直交叉排列，滚子之间装有间隔保持器或者隔离块，可以防止滚子的倾斜或滚子之间相互摩擦，有效防止了旋转扭矩的增加。另外，不会发生滚子的一方接触现象或者锁死现象；同时因为内外环是分割的结构，间隙可以调整，即使被施加预压，也能获得高精度的旋转运动。

　　2、操作安装简化

　　被分割成两部分的外环或者内环，在装入滚子和保持器后，被固定在一起，所以安装时操作非常简单。

　　3、承受较大的轴向和径向负荷

　　因为滚子在呈90°的V型沟槽滚动面上通过间隔保持器被相互垂直排列，这种设计使交叉滚子轴承就可以承受较大的径向负荷、轴向负荷及力矩负荷等所有方向的负荷。

　　4、大幅节省安装空间

　　交叉滚子轴承的内外环尺寸被最小限度的小型化，特别是超薄结构是接近极限的小型尺寸，并且具有高刚性，所以最适合于工业机器人的关节部位或者旋转部位、机械加工中心的旋转工作台、机械手旋转部、精密旋转工作台、医疗仪器、计量器具、IC制造装置等广泛用途。

　　等截面薄壁轴承

　　薄壁等截面轴承又叫薄壁套圈轴承，它精度高、非常安静以及承载能力很强。薄壁套圈轴承可以是深沟球轴承、四点接触轴承、角接触球轴承，薄壁等截面轴承横截面大多为正方形。在这些系列中，即使是更大的轴直径和轴承孔，横截面也保持不变。这些轴承因此称为等截面。

　　薄壁等截面轴承优点

　　薄壁型轴承实现了极薄型的轴承断面，也实现了产品的小型化、轻量化。产品的多样性扩展了其用途范围。

　　薄壁等截面轴承产品特性

　　为了得到轴承的低摩擦扭矩、高刚性、良好的回转精度，使用了小外径的钢球。中空轴的使用，确保了轻量化和配线的空间。薄壁型6700、6800系列有各种防尘盖形式、带法兰形式、不锈钢形式、宽幅形式等，品种齐全。

　　薄壁等截面轴承主要用途

　　步进电机、医疗器械、办公器械、检测仪器、减速/变速装置、工业机器人、光学/映像器械、旋转编码器。

　　薄壁十字交叉滚子轴承

　　薄壁十字交叉圆柱滚子轴承内部结构采用滚子呈90°相互垂直交叉排列，单个轴承能同时承受径向力、双向轴向力与倾覆力矩的共同作用，滚子之间装有间隔保持器或者隔离块，可以防止滚子的倾斜或滚子间的相互摩擦，有效防止了摩擦力矩的增加。

　　另外，滚子垂直交叉排列的结构可以避免滚子的锁死现象；同时又因为轴承内外圈是分割的结构，间隙可调，即使被施加压力，也能获得较高的旋转精度。十字交叉滚子轴承以其轻型复合结构、回转精度高、刚性好、摩擦力矩稳定等良好的性能广泛应用于工业机器人腰部回转、关节式机器人肩部、臂、手腕等回转部位。

　　RV减速器轴承

　　RV减速器又称精密关节减速器，它以其体积小，抗冲击力强，扭矩大，定位精度高等多优点被广泛广泛应用于工业机器人。对于RV减速器，轴承的外形结构、精密定位是其结构紧凑、刚性优良、传动精密等关键因素，RV减速器轴承包括多种薄壁轴承系列及圆柱滚子保持架组件系列。

　　谐波减速器专用轴承

　　谐波减速器是一种用波发生器使柔轮产生可控弹性变形，利用柔性轴承可控的弹性变形来传递运动和动力的，其特点是结构紧凑、运动精度高、传动比大，多用于中小转矩的机器人关节。

　　工业机器人轴承的关键技术

　　现代工业机器人的发展趋于轻量化，轴承要安装在有限的空间，必须体积小、重量轻，也就是轻量化。但同时，机器人的高载荷、高回转精度、高运转平稳性、高定位速度、高重复定位精度、长寿命、高可靠性的性能，要求配套的机器人轴承必须具备高承载能力、高精度、高刚度、低摩擦力矩、长寿命、高可靠性的性能。轻量化和高性能是一对矛盾。

　　设计技术

　　工业机器人用薄壁轴承不仅要保证有足够的承载能力，而且要求精确定位、运转灵活，因此，轴承设计分析，主参数的确定，不能单以额定动载荷为目标函数，而要以额定动载荷、刚度和摩擦力矩等指标作为目标函数进行多目标优化设计，同时要采用基于套圈和机架变形的薄壁轴承有限元分析方法。

　　制造技术

　　（1）机器人轴承动态质量高精度检测技术；

　　（2）薄壁轴承套圈微变形热处理加工工艺；

　　（3）基于磨削变质层控制的轴承套圈精磨加工工艺；

　　（4）薄壁轴承负游隙的精确控制技术；

　　（5）薄壁角接触球轴承的凸出量的精确控制技术；

　　（6）薄壁轴承的精密装配技术；

　　（7）薄壁轴承套圈非接触测量技术。