文/拓曉瑞

2006年12 月，廣州市昊志機(jī)電股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“昊志機(jī)電”）在廣州開(kāi)發(fā)區(qū)永和經(jīng)濟(jì)區(qū)正式成立，是一家專業(yè)從事高精密機(jī)電一體化核心功能部件研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、銷售與維修服務(wù)的環(huán)保型高新技術(shù)企業(yè)。2016年3月，昊志機(jī)電在深交所創(chuàng)業(yè)板上市。公司以中高端數(shù)控機(jī)床及機(jī)器人核心功能部件，新能源汽車和節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的燃料電池壓縮機(jī)、曝氣鼓風(fēng)機(jī)、直驅(qū)類高速風(fēng)機(jī)等產(chǎn)品為核心，以精密零配件制造為支撐，以配套維修服務(wù)為特色，通過(guò)堅(jiān)持不懈的技術(shù)攻關(guān)和持之以恒的品質(zhì)管理，構(gòu)建了數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人核心功能部件及直驅(qū)類高速風(fēng)機(jī)三大業(yè)務(wù)板塊，研制了包括諧波減速器、燃料電池壓縮機(jī)、曝氣鼓風(fēng)機(jī)、直驅(qū)類高速風(fēng)機(jī)、數(shù)控金屬/玻璃雕銑機(jī)電主軸、數(shù)控車床主軸/電主軸、超聲波電主軸等數(shù)十個(gè)系列上百種產(chǎn)品，并穩(wěn)步向其他核心功能部件行業(yè)擴(kuò)張。

專注創(chuàng)新 長(zhǎng)期深耕

一直以來(lái)，昊志機(jī)電高度重視研發(fā)創(chuàng)新工作，其研發(fā)投入占營(yíng)業(yè)收入年均達(dá)10%以上，通過(guò)加大研發(fā)投入力度、搭建創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)、引進(jìn)高端創(chuàng)新人才、完善科研創(chuàng)新體制等措施，大大提升了產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新能力，掌握了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)器人核心技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。截至2019年年底，公司研發(fā)人員達(dá)240人，占員工總?cè)藬?shù)的19%，打造了一支研發(fā)實(shí)力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)梯隊(duì)比較合理的科研人才隊(duì)伍。公司堅(jiān)持走自主創(chuàng)新道路，承擔(dān)了工業(yè)強(qiáng)基2016專項(xiàng)、2017國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“重大科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)”重點(diǎn)專項(xiàng)等多個(gè)國(guó)家級(jí)和省部級(jí)項(xiàng)目，成功掌握了超高速氣體靜壓軸承設(shè)計(jì)技術(shù)、高速電主軸振動(dòng)抑制技術(shù)、防塵密封技術(shù)、高精度直驅(qū)電機(jī)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，擁有有效授權(quán)專利493項(xiàng)，其中發(fā)明專利73項(xiàng)，獲得國(guó)家專利獎(jiǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)1項(xiàng)。

昊志機(jī)電辦公大樓

昊志機(jī)電市場(chǎng)總監(jiān)孟治國(guó)先生（右四）上臺(tái)領(lǐng)獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)

昊志機(jī)電諧波減速器榮獲2019年中國(guó)國(guó)際機(jī)器人“創(chuàng)新產(chǎn)品獎(jiǎng)”頒獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)

為進(jìn)一步提升公司科研能力，更好地滿足生產(chǎn)需求，公司從國(guó)內(nèi)外引進(jìn)500多臺(tái)先進(jìn)機(jī)床設(shè)備，并通過(guò)設(shè)計(jì)科學(xué)合理的工藝流程及無(wú)數(shù)次的試驗(yàn)和摸索，不斷優(yōu)化工藝路線和工藝參數(shù)，提升過(guò)程控制能力，形成了精密微孔加工技術(shù)等一系列國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、成熟穩(wěn)定、合理高效的精密加工技術(shù)。此外，公司制定了完整的裝配流程和工藝規(guī)范，對(duì)裝配流程中每一程序所用工具、檢具及裝配、檢測(cè)方法、技術(shù)規(guī)格等進(jìn)行嚴(yán)格要求和控制，在確保整機(jī)性能的基礎(chǔ)上，可靠地完成原材料的硬度、組織、力學(xué)性能以及產(chǎn)品或零配件的外形、粗糙度、精度、輸出性能、質(zhì)量平衡性、電氣性能等各項(xiàng)參數(shù)的測(cè)試和檢驗(yàn)，保證了產(chǎn)品的一致性和可靠性。

攻堅(jiān)克難 結(jié)出碩果

諧波減速器研發(fā)是昊志機(jī)電重點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目，在項(xiàng)目研發(fā)過(guò)程中，科研人員遇到了諸多技術(shù)難題：

一是諧波減速器的柔剛輪齒形設(shè)計(jì)問(wèn)題。齒形設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到諧波減速器運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、回轉(zhuǎn)精度和使用壽命，研發(fā)團(tuán)隊(duì)從諧波減速器中柔輪的運(yùn)動(dòng)原理出發(fā)，結(jié)合仿真分析以及數(shù)學(xué)上的高斯擬合推算出了剛輪的齒形，再利用共軛原理推導(dǎo)出了柔輪的齒形，然后經(jīng)過(guò)一定的修形手段最終確定了齒形輪廓。這種輪廓與其他品牌的齒廓相比具有嚙合率高、零側(cè)隙的優(yōu)點(diǎn)。

二是諧波減速器回轉(zhuǎn)精度問(wèn)題。雖然通過(guò)齒形設(shè)計(jì)在理論上保證了諧波減速器有很高的回轉(zhuǎn)精度，但在實(shí)際加工過(guò)程中，不可避免地出現(xiàn)各種各樣的加工誤差，使得在裝配成整機(jī)的時(shí)候出現(xiàn)了諧波減速器回轉(zhuǎn)精度差的問(wèn)題。為解決這一問(wèn)題，研發(fā)團(tuán)隊(duì)運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論找到了對(duì)回轉(zhuǎn)精度影響較為關(guān)鍵的幾個(gè)零部件，并對(duì)其加工精度進(jìn)行了準(zhǔn)確的控制，采用面包板數(shù)據(jù)中切片的方法將耦合在一起的數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，最終找到了一套合理的裝配準(zhǔn)則，形成了回轉(zhuǎn)精度較高的諧波減速器。

三是諧波減速器壽命問(wèn)題。由于柔輪在工作中會(huì)出現(xiàn)周期性的變形，導(dǎo)致在實(shí)際工作過(guò)程中柔輪很容易出現(xiàn)疲勞斷裂，嚴(yán)重影響產(chǎn)品使用壽命。為提高諧波減速器使用壽命，研發(fā)團(tuán)隊(duì)從材料疲勞斷裂的微觀本質(zhì)出發(fā)，采用了合理的熱處理工藝，使得柔輪材料的晶粒度更精細(xì)，材料內(nèi)部的晶格缺陷更少，同時(shí)也盡最大可能消除材料內(nèi)部的位錯(cuò)源，通過(guò)使用合理的表面處理使得晶粒的取向和其受力方向一致，在保證柔輪材料具有足夠韌性的同時(shí)，又提高了強(qiáng)度，大大提升了諧波減速器的使用壽命。

昊志機(jī)電研發(fā)的諧波減速器系列

昊志機(jī)電在諧波減速器研發(fā)過(guò)程中，積極響應(yīng)政府關(guān)于機(jī)器人發(fā)展的政策和要求，重點(diǎn)圍繞機(jī)器人關(guān)鍵零部件國(guó)產(chǎn)化進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，目前已開(kāi)發(fā)出一系列機(jī)器人用的諧波減速器，基本上滿足了工業(yè)機(jī)器人對(duì)于諧波減速器的需求。將人工智能里面的算法引入到諧波減速器的設(shè)計(jì)、加工和裝配上來(lái)，使得傳統(tǒng)的一些解析方法無(wú)法確定的難題得到了攻克。比如，將灰色系統(tǒng)理論應(yīng)用到諧波減速器的整機(jī)回轉(zhuǎn)精度技術(shù)攻關(guān)上，將機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用到諧波減速器的壽命預(yù)測(cè)上，將正交試驗(yàn)和面包板數(shù)據(jù)應(yīng)用到諧波減速器的裝配規(guī)則上。經(jīng)過(guò)全體科研人員的不懈努力，最終開(kāi)發(fā)出在回轉(zhuǎn)精度和壽命上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的諧波減速器，打破了國(guó)外產(chǎn)品壟斷，降低了國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)成本，有力地促進(jìn)了我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。公司諧波減速器與主流品牌指標(biāo)對(duì)比具體見(jiàn)表1、表2：

表1 昊志機(jī)電諧波減速器與主流品牌減速器傳動(dòng)精度對(duì)比

表2 昊志機(jī)電諧波減速器與主流品牌減速器壽命對(duì)比

政企合作 未來(lái)可期

新冠肺炎疫情的爆發(fā)，在給人民生產(chǎn)和生活帶來(lái)嚴(yán) 重負(fù)面影響的同時(shí)，也為工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展和重塑智能經(jīng)濟(jì)生態(tài)提供了難得的契機(jī)，未來(lái)幾年，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)有望迎來(lái)新一輪增長(zhǎng)，企業(yè)“機(jī)器換人”步伐加快，無(wú)人車間、無(wú)人工廠將不斷涌現(xiàn)，智能經(jīng)濟(jì)時(shí)代加速來(lái)臨。

但是，從廣東機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展來(lái)看，也存在一些迫切需要補(bǔ)齊的短板。一是工業(yè)機(jī)器人核心技術(shù)和關(guān)鍵零部件比較欠缺。目前廣東人工智能單位70%專注于應(yīng)用層、19%專注于技術(shù)層，核心理論研究基礎(chǔ)薄弱，在核心零部件方面比如工業(yè)機(jī)器人嚴(yán)重依賴的芯片90%以上依賴進(jìn)口，機(jī)器人裝機(jī)方面需要的伺服電機(jī)、減速器和驅(qū)動(dòng)器80%仍依賴進(jìn)口。二是工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才結(jié)構(gòu)性缺失。主要表現(xiàn)為，廣東工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)人才需求大于供給，既懂技術(shù)又懂管理的高端復(fù)合型人才比較缺乏。三是工業(yè)機(jī)器人相關(guān)企業(yè)配合不緊密，缺乏數(shù)據(jù)、平臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn)的支撐。目前廣東工業(yè)機(jī)器人企業(yè)之間的通信標(biāo)準(zhǔn)往往不兼容，使得相互之間無(wú)法互通，形成了一個(gè)個(gè)的“信息孤島”，無(wú)法滿足人工智能技術(shù)對(duì)優(yōu)化建模數(shù)據(jù)的需求。

昊志機(jī)電作為我省工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵部件重點(diǎn)研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)之一，擁有較強(qiáng)的研發(fā)生產(chǎn)能力，在業(yè)界具有較高的知名度和影響力，為推動(dòng)全省工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出了積極的貢獻(xiàn)。今后，公司將按照國(guó)家和廣東省有關(guān)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的決策部署，把加快推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵零部件、重大裝備等核心技術(shù)攻關(guān)作為一項(xiàng)重要任務(wù)持續(xù)推進(jìn)，力爭(zhēng)在更多方面取得突破，有力支撐全省機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)政府在政策上的大力扶持，特別是需要加強(qiáng)政產(chǎn)學(xué)研用的合作，形成縱向聯(lián)動(dòng)、橫向協(xié)同的發(fā)展模式，共同推進(jìn)產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)攻關(guān)，促進(jìn)科研成果產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展新動(dòng)能、新優(yōu)勢(shì)。為此，昊志機(jī)電建議政府科技管理部門(mén)發(fā)揮好統(tǒng)籌協(xié)調(diào)作用，聚焦廣東工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展短板與不足，進(jìn)一步強(qiáng)化政策支持力度，培育良好的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。一是加大研發(fā)投入力度，力爭(zhēng)在核心技術(shù)和關(guān)鍵零部件方面加快取得突破。重點(diǎn)要發(fā)揮好大企業(yè)研發(fā)核心技術(shù)的領(lǐng)軍作用，支持企業(yè)與高等院校、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合開(kāi)展工業(yè)機(jī)器人核心基礎(chǔ)軟硬件技術(shù)攻關(guān)，掌握一批核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控。二是推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人公共平臺(tái)建設(shè)。重點(diǎn)加快工業(yè)機(jī)器人檢驗(yàn)評(píng)測(cè)、產(chǎn)品認(rèn)證、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等專業(yè)技術(shù)平臺(tái)建設(shè)，大力發(fā)展互聯(lián)化、服務(wù)化、定制化的協(xié)同設(shè)計(jì)云公共服務(wù)平臺(tái)，建設(shè)工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與安全檢測(cè)平臺(tái)等基礎(chǔ)支撐平臺(tái)，進(jìn)一步完善技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、服務(wù)、質(zhì)量等標(biāo)準(zhǔn)體系。三是加大招才引智力度。面向海內(nèi)外引進(jìn)一批工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)軍人才、戰(zhàn)略科學(xué)家和技術(shù)研發(fā)人才，集聚工業(yè)機(jī)器人高端智力資源。通過(guò)整合利用資本、人才、技術(shù)、平臺(tái)等各類機(jī)器人創(chuàng)新資源和要素，全鏈條、系統(tǒng)性推進(jìn)機(jī)器人技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，孵化出更多優(yōu)秀的機(jī)器人項(xiàng)目，進(jìn)一步提升廣東工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在國(guó)內(nèi)外的競(jìng)爭(zhēng)力和影響力。