源頭創(chuàng)新解決RV減速器卡脖子技術(shù)難題

“從基礎(chǔ)研究到成果產(chǎn)業(yè)化，至少要翻越理論驗(yàn)證、中試、資金投入、國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)四座大山。”清華大學(xué)河北中試基地負(fù)責(zé)人曹建國(guó)說(shuō)，“對(duì)科研人員來(lái)說(shuō)，每一座大山都困難重重，能成功者鳳毛麟角?！?/span>

但張躍明翻越了這四座大山。他從源頭創(chuàng)新的工業(yè)機(jī)器人RV減速器技術(shù)打破了日本的壟斷，并以此技術(shù)合作在北京亦莊開(kāi)發(fā)區(qū)和河北石家莊建廠，每年可以生產(chǎn)世界上最頂尖的工業(yè)機(jī)器人RV減速器8萬(wàn)套，產(chǎn)品供不應(yīng)求。

打破國(guó)外技術(shù)壟斷，助力國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人走向高端

工業(yè)機(jī)器人的RV減速器，對(duì)制造業(yè)來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于手機(jī)、電腦的芯片，其核心技術(shù)和全球90%的市場(chǎng)一直被日本壟斷。當(dāng)前國(guó)產(chǎn)機(jī)器人使用的RV減速器大量從日本進(jìn)口，中國(guó)制造業(yè)要轉(zhuǎn)型升級(jí)，必須要解決這個(gè)“卡脖子”的技術(shù)難題。

“生產(chǎn)廠區(qū)就是我的實(shí)驗(yàn)室，這些RV減速器樣品都是根據(jù)我們自主研發(fā)的原創(chuàng)技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的。亦莊廠區(qū)的生產(chǎn)規(guī)模已實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)3萬(wàn)臺(tái)?！痹胍羿须s，張躍明指著展示臺(tái)上一堆閃閃發(fā)光的軸承大聲說(shuō)。

“減速器是工業(yè)機(jī)器人的核心功能部件。打個(gè)比方，把工業(yè)機(jī)器人當(dāng)成人的手臂來(lái)看，減速器就相當(dāng)于手臂的關(guān)節(jié)，這個(gè)關(guān)節(jié)主要決定了工業(yè)機(jī)器人手臂擺動(dòng)的精度，使用時(shí)間長(zhǎng)后其磨損會(huì)影響工業(yè)機(jī)器人的使用壽命。世界上高精度機(jī)器人傳動(dòng)多采用RV減速器，一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人的腿部、腰部和肘部，需要4到6臺(tái)RV減速器，減速器占到工業(yè)機(jī)器人總成本的30%以上。”張躍明介紹。

“國(guó)產(chǎn)RV減速器的質(zhì)量跟日本產(chǎn)品存在差距，主要是精度保持性不行；還容易磨損，影響使用壽命，大多只供中、低端工業(yè)機(jī)器人使用。更無(wú)奈的是，日本企業(yè)出售給ABB、發(fā)那科等四大機(jī)器人公司的減速器價(jià)格是給我國(guó)企業(yè)價(jià)格的一半甚至更低；國(guó)內(nèi)廠商拿貨還要被迫接受3至6個(gè)月的漫長(zhǎng)等待供貨期。”張躍明告訴記者，“我現(xiàn)在的主要工作，就是要打破日本人的壟斷，助力國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人走向高端市場(chǎng)，助力中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)?！?/p>

突破制造業(yè)“卡脖子”技術(shù)，需要源頭上的基礎(chǔ)理論創(chuàng)新

1997年，32歲的張躍明從清華大學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系博士畢業(yè)，進(jìn)入北京工業(yè)大學(xué)做博士后，長(zhǎng)期從事機(jī)械設(shè)計(jì)及理論的基礎(chǔ)研究。

2015年，張躍明爭(zhēng)取到北京市科委的科研項(xiàng)目“RV減速器產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)”，拿到200萬(wàn)元的科研經(jīng)費(fèi)，研發(fā)“機(jī)器人關(guān)節(jié)RV減速器制造工藝”技術(shù)。他花了1000多個(gè)日夜，建立了一個(gè)齒輪修形技術(shù)模型，解決了齒輪磨損問(wèn)題，最終掌握了“機(jī)器人關(guān)節(jié)RV減速器設(shè)計(jì)及制造工藝”核心技術(shù)。

“我國(guó)制造業(yè)還有很多‘卡脖子’技術(shù)，很多核心部件依賴進(jìn)口，這些問(wèn)題的解決，需要像RV減速器一樣，從源頭上進(jìn)行基礎(chǔ)理論創(chuàng)新。比如，高端機(jī)械產(chǎn)品使用的軸承，80%都靠進(jìn)口。這導(dǎo)致國(guó)內(nèi)機(jī)床公司大多不賺錢(qián)，甚至連續(xù)虧損，錢(qián)都讓國(guó)外公司賺了?！睆堒S明說(shuō)。

從基礎(chǔ)研究論文到成果產(chǎn)業(yè)化，需要優(yōu)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)生態(tài)環(huán)境

張躍明遇到的第一座“大山”就是要驗(yàn)證技術(shù)理論。

一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，讓張躍明看到解決這個(gè)難題的曙光：有一家意大利的高端機(jī)床廠想到中國(guó)來(lái)開(kāi)拓市場(chǎng)，他們的負(fù)責(zé)人正好與張躍明認(rèn)識(shí)。張躍明跟他們談合作，先讓對(duì)方幫忙把樣品加工出來(lái)，這也正好驗(yàn)證他們機(jī)床的性能，對(duì)方同意了。

張躍明和他的團(tuán)隊(duì)最終去意大利把工業(yè)機(jī)器人的RV減速器樣品加工出來(lái)，驗(yàn)證了他的理論成果完全正確。樣品送到國(guó)家的權(quán)威檢測(cè)中心，在精度保持性和使用壽命等多個(gè)指標(biāo)性能上，比日本最先進(jìn)的產(chǎn)品還要好。

有了樣品，張躍明實(shí)現(xiàn)了從基礎(chǔ)理論到產(chǎn)品的飛躍，接下來(lái)他遇到第二座“大山”：中試環(huán)節(jié)。

2017年10月20日，張躍明代表學(xué)校和石家莊的企業(yè)簽訂了合同，并合作在北京亦莊開(kāi)發(fā)區(qū)投資2億多元建廠，買(mǎi)了機(jī)床，用于國(guó)產(chǎn)機(jī)器人RV減速器產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

張躍明團(tuán)隊(duì)的中試環(huán)節(jié)比較順利，但很快他們就遇到了新的問(wèn)題——科技成果轉(zhuǎn)化政策障礙。缺乏資金持續(xù)支持?jǐn)U大生產(chǎn)規(guī)模，是很多創(chuàng)新產(chǎn)品市場(chǎng)化難以翻越的第三座“大山”。

幸運(yùn)的是，亦莊國(guó)投和京城控股給張躍明的團(tuán)隊(duì)拋來(lái)投資橄欖枝?，F(xiàn)在，應(yīng)用張躍明創(chuàng)新技術(shù)的石家莊新廠已經(jīng)建立，年產(chǎn)規(guī)模5萬(wàn)套，RV減速器國(guó)產(chǎn)化之路正在迅速鋪開(kāi)，中國(guó)企業(yè)正在大步向前追趕日本的壟斷企業(yè)。

國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)則是他們接下來(lái)需要翻越的更高一座“大山”了。

編輯：jq