通過發(fā)揮集團的協(xié)作效應,開發(fā)高效的驅(qū)動模塊。
通過發(fā)揮集團的協(xié)作效應,開發(fā)高效的驅(qū)動模塊。
為不斷擴大的電商市場提供支持。
在一面豎立著一排排商品貨架的大型倉庫中,100多臺自動搬運機器人在不停地運行著,將貨架抬起,交給被稱為“揀選員”的送貨員。當揀選員從貨架上揀選商品時,機器人將重新回到之前的位置。當放下貨架時,機器人馬上按照新的指示,移至下一個貨架。這是一家大型網(wǎng)購公司配送網(wǎng)點的作業(yè)場景。
據(jù)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省的調(diào)查,日本國內(nèi)BtoC-EC(直接面向消費者的電商交易)市場規(guī)模正逐年擴大,在2019年已達到19.4萬億日元。增長率也在逐年提高,且尚未迎來高峰值。大型網(wǎng)購業(yè)務公司為了盡快擴充設備、提高效率,消除慢性人手不足的問題,在實現(xiàn)搬運自動化方面投入了大量的精力。
日本BtoC-EC市場規(guī)模的推移(單位:億日元)
(出自:經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省《2019年度旨在構建內(nèi)外一體式經(jīng)濟增長戰(zhàn)略的國際經(jīng)濟調(diào)查事業(yè)(關于電商交易的市場調(diào)查)》)
開發(fā)制造減速器產(chǎn)品的日本電產(chǎn)新寶與尼得科集團旗下的各家電機公司合作,提供自動搬運機器人用驅(qū)動模塊,以支持整個電商市場。
運用高精度的齒輪加工技術,開發(fā)低齒隙的行星減速器
日本電產(chǎn)新寶長期以來,一直經(jīng)營各種用于工業(yè)領域的伺服電機用行星減速器。在需要嚴格定位的應用領域中,自然要求減速器的齒隙(間隙)要做到極小。為了滿足該市場要求,日本電產(chǎn)新寶在齒輪的高精度加工方面投入了大量的精力。甚至當機器人制造商向日本電產(chǎn)新寶詢盤用于電商倉庫的自動搬運機器人的驅(qū)動模塊產(chǎn)品時,日本電產(chǎn)新寶仍在發(fā)揮自己在這方面的技術力,開發(fā)低齒隙的行星減速器。在與尼得科集團的日本電產(chǎn)馬達(美國)的合作下,提供將電機和減速器融為一體的低齒隙、高效率的驅(qū)動模塊,為高精度定位和電池的長時間驅(qū)動做出了較大的貢獻。從2015年至2020年12月,該驅(qū)動模塊的累計出貨臺數(shù)約為105萬臺,應用于全球的各個物流網(wǎng)點。
驅(qū)動電機的基礎是日本電產(chǎn)新寶制造的伺服電機用行星減速器。該行星減速器的特點在于,高效、低齒隙、安靜運轉(zhuǎn)。
通過與尼得科集團旗下各家電機公司的合作,實現(xiàn)了小型化、低成本化的市場需求
由于在應對網(wǎng)購業(yè)務公司倉庫需求的事例中,日本電產(chǎn)新寶的產(chǎn)品獲得了較高的評價,因此,以此為契機,日本電產(chǎn)新寶加強了與集團內(nèi)部各電機企業(yè)的合作,向世界各地提供將減速器和電機融為一體的驅(qū)動模塊。
在對驅(qū)動模塊的要求中,主要有“能否設計得輕薄、短小”和“能否降低成本”這兩點。為了實現(xiàn)這兩點要求,本公司提供了發(fā)揮集團協(xié)作效應的解決方案。
其中之一就是將減速器和電機一體化的手法。
通常,為了將動力從電機傳遞給減速器,會采用連接軸將電機的軸和減速器連接的方法。如果使用連接軸,即使是分別開發(fā)的減速器和電機,也可以連接到一起,但這種情況下,部件數(shù)量較多,總長度也必須增加。因此,電機的核心部件——軸,由日本電產(chǎn)新寶內(nèi)制,切齒工序也由其自行實施并供應給尼得科集團內(nèi)的各電機廠家。各電機廠家采用了使用日本電產(chǎn)新寶提供的軸來制造電機的工序。電機制造完成后,日本電產(chǎn)新寶將減速器交付給各電機廠家,將帶有太陽齒輪的電機和減速器相接合,就完成了驅(qū)動電機的制造。該制造工序可以使產(chǎn)品的尺寸更加小型化,并通過削減部件數(shù)量,成功降低了成本。
此外,日本電產(chǎn)新寶在與集團公司之一的Leroy-Somer Motors & Drives CTD(英國)的合作中,重新審視了齒輪的結構,并調(diào)整了電機的輸出旋轉(zhuǎn),以此實現(xiàn)了作為齒輪傳動電機的優(yōu)化。
以往,用于行駛軸的減速器使用兩個齒輪系,減速比為1/20,并通過輸出軸與車輪連接。日本電產(chǎn)新寶通過進一步追求緊湊化和降低成本,通過采用1/9的減速比,使用一個齒輪系,并在減速器殼體部采用了能旋轉(zhuǎn)輸出的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)規(guī)格,從而成功地開發(fā)了可安裝在車輪內(nèi)的減速器(請參見下一項中的圖)。 在開發(fā)過程中,日本電產(chǎn)新寶與電機廠商Leroy-Somer Motors&Drives CTD緊密配合,并就規(guī)格變更進行了商討。通過調(diào)節(jié)輸出,實現(xiàn)了一種既可確保扭矩又不會過度加速的組合,并成功實現(xiàn)了成本的降低。
通過與電機制造商合作,成功實現(xiàn)了驅(qū)動模塊的短小輕薄化。上圖為傳統(tǒng)的驅(qū)動模塊產(chǎn)品;中間是將電機和減速器的軸直接接合的產(chǎn)品;下圖是將齒輪的結構從兩級(減速比為1/20)變更為一級(減速比為1/9)的產(chǎn)品。成功實現(xiàn)了將齒輪傳動電機的整體尺寸減小到約三分之二。
采用內(nèi)部旋轉(zhuǎn)規(guī)格,實現(xiàn)了尺寸縮小和低成本化的驅(qū)動模塊示例
網(wǎng)購市場今后將繼續(xù)擴大。為了實現(xiàn)更高效的物流,本公司將進一步深化與各電機公司的合作,在開發(fā)出更高效的齒輪傳動電機的同時,為打造先進的物流倉庫做出貢獻。
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