在當今高速發(fā)展的智能制造和自動化世界中，每一個細小的部分都起到了至關(guān)重要的作用。而在這其中，軸承作為確保機器穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件，其重要性不容小覷。在本文中，我們將探討軸承在工業(yè) 4.0 背景下所扮演的角色，以及它為工業(yè)自動化和機器人技術(shù)所帶來的變革。

專業(yè)軸承供應(yīng)商 SMB Bearings 的總經(jīng)理 Chris Johnson 解釋了為什么軸承作為充分發(fā)揮更緊湊、更快速、更精確工業(yè)機器人潛力的重要組件不容忽視。

俗話說："不忘本"。"它們是你現(xiàn)在所能做的一切的基礎(chǔ)"。供應(yīng)鏈管理者已將注意力轉(zhuǎn)向整合機器人和自動化技術(shù)，以保持競爭力。

在普華永道的《2020 數(shù)字工廠》報告中，98% 的受訪制造商表示，他們希望將數(shù)字技術(shù)集成到制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）中，以提高效率。倉庫自動化也越來越受歡迎，根據(jù) Interact Analysis 的數(shù)據(jù)，到 2025 年，這一市場將增長近一倍，達到 680 億美元。

自動化的普及可歸因于多種因素，包括大流行病和極端天氣對供應(yīng)鏈造成的破壞、電子商務(wù)的復(fù)雜性以及勞動力短缺。后者的部分原因是美國的 "大辭職潮"，由于缺乏對 COVID-19 的保護、工資停滯和生活成本上升，美國員工在 2021 年初開始集體自愿辭職。

據(jù)英國《金融時報》報道，"分析師稱，長期的勞動力短缺加速了自動化的普及，將一項節(jié)約成本的舉措轉(zhuǎn)變?yōu)楦偁幜Φ年P(guān)鍵問題"，因為制造商在人員短缺的情況下仍在尋求維持收入。文章指出，"供應(yīng)鏈經(jīng)理們現(xiàn)在把目光投向了日趨成熟的技術(shù)，以減輕勞動力的壓力"，自動化不僅關(guān)系到投資回報，還關(guān)系到業(yè)務(wù)的連續(xù)性。

Gartner 也認為，自動化是取代人工、耗時流程的必由之路。Gartner 特別推薦超自動化（hyperautomation），這是一種將人工智能、傳感器、機器學習和機器人流程自動化等工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）技術(shù)結(jié)合起來使用的趨勢，目的是盡可能多地實現(xiàn)業(yè)務(wù)和 IT 流程自動化。

新模式

可以肯定的是，工業(yè)界并不希望回到大流行之前的經(jīng)營方式，而是正在向新的物流和供應(yīng)鏈模式遷移。

在這方面，機器人和自動化將發(fā)揮至關(guān)重要的作用。工業(yè)機器人和自動化在降低成本、提高生產(chǎn)率、提高效率和競爭力方面的能力是有目共睹的。每年，機器人都在加強與人類的協(xié)作，并能以更小的占地面積實現(xiàn)相同的功能。

機器人通常用于單調(diào)的搬運和裝配任務(wù)。然而，據(jù)預(yù)測，軟件和固件平臺以及與之相連的機器人將更多地集成到制造商的企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）和制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）中。與此同時，從生產(chǎn)和包裝到外科手術(shù)環(huán)境，以及倉庫中的大規(guī)模應(yīng)用，機器人正變得更加緊湊、快速，并能執(zhí)行更加復(fù)雜和精確的任務(wù)。

無論應(yīng)用領(lǐng)域如何，機器人速度、機動性和精度的提高都有賴于高精度軸承。鉻鋼混合軸承、陶瓷軸承和回轉(zhuǎn)支承在機器人應(yīng)用中都很常見，但 SMB Bearings 的客戶最常選擇的是薄壁軸承。

正確的軸承

機器人能夠以更高的精度和準確度執(zhí)行任務(wù)的能力很大程度上歸功于使用薄壁軸承的研究和開發(fā)——但它們是什么？

顧名思義，薄壁軸承非常薄且緊湊，寬度和厚度有限。例如，SMB Bearings 提供 EZO 品牌薄壁滾珠軸承，采用 SAE52100 鉻鋼或 440 級不銹鋼制成的開式、屏蔽式或密封式軸承。它們設(shè)計用于承受徑向載荷以及兩個方向的中等推力載荷，并在薄型設(shè)計中提供高精度。

薄壁軸承的橫截面不會隨著孔徑的增加而改變。內(nèi)環(huán)和外環(huán)的尺寸差別很小，因此空間要求不需要改變。這些類型的軸承有助于機器人小型化、減輕重量并減少扭矩損失。

然而，這些軸承的薄度也帶來了設(shè)計挑戰(zhàn)。例如，如果在沒有任何潤滑劑的情況下旋轉(zhuǎn)薄壁軸承的內(nèi)圈，然后用手指和拇指輕輕擠壓外圈，內(nèi)圈將停止旋轉(zhuǎn)。這展示了該設(shè)備令人難以置信的靈活性。

如果套圈成型不完美，即使是微小的差異也會使軸承無法平穩(wěn)運行，產(chǎn)生熱量和噪音，增加軸承故障的風險。因此，制造過程必須極其精確，以確保兩個環(huán)具有盡可能高的圓度，以及軸承本身良好的噪音水平。

例如，手術(shù)室中的機器人（其中一些使用 EZO 品牌軸承）現(xiàn)在能夠執(zhí)行復(fù)雜的手術(shù)，大大減少對患者的影響，縮短恢復(fù)時間。使用軸承的其他應(yīng)用包括機器人外骨骼，使倉庫工人能夠舉起更重的重量，以及讓社會護理人員舉起人以降低受傷風險。

抓住任何物體

英國影子機器人公司是最先進的擬人機器人手的設(shè)計者和制造商，在制造靈巧機器人方面擁有多年經(jīng)驗，這些機器人可以在科研設(shè)施等領(lǐng)域執(zhí)行靈活的任務(wù)。但與智能抓取系統(tǒng)?不同，這些類型的機器人不適合工業(yè)應(yīng)用。該系統(tǒng)設(shè)計堅固可靠，采用人工智能技術(shù)，能夠拾取多種類型的物體，從而減少工廠對人手的需求。扭矩傳感確保機器人手能夠最準確、最可靠地抓住任何物體。

為了正常工作，該系統(tǒng)需要尺寸精度公差非常嚴格的特定軸承。該公司聯(lián)系了 SMB Bearings，該公司推薦并供應(yīng)其EZO 薄型精密軸承，重要的是，這些軸承的形狀和尺寸相同。軸承尺寸的任何不一致都會影響機器人關(guān)節(jié)位置的準確性和整體行為。

Shadow Robot 公司的測試和反復(fù)試驗證明了正確的摩擦系數(shù)及其相應(yīng)的油脂填充百分比，以實現(xiàn)最佳性能。這些軸承具有適當?shù)馁|(zhì)量、公差和一致性水平。這些特性確保軸承中的摩擦力可預(yù)測且準確，從而提供控制機器人運動所必需的摩擦力水平。

最后，客戶稱贊 EZO 薄型精密軸承易于安裝，并且對其機器人的使用壽命至關(guān)重要，他們甚至預(yù)計該軸承的使用壽命比智能抓取系統(tǒng)的大多數(shù)其他部件都要長。所有軸承均按照客戶的具體規(guī)格提供。

目前，智能技術(shù)和工業(yè) 4.0 已成為每個制造商和供應(yīng)鏈管理者的首要議程。雖然軸承作為智能技術(shù)可能不是人們最關(guān)心的話題，但它們?nèi)匀皇顷P(guān)鍵部件，對于許多自動化技術(shù)（尤其是機器人）的最佳性能至關(guān)重要。

畢竟，如果軸承能夠?qū)崿F(xiàn)智能抓取系統(tǒng)等智能系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)健性，那么制造商“永遠不要忘記基礎(chǔ)知識”至關(guān)重要，因為這是充分利用工業(yè) 4.0 的基礎(chǔ)。

隨著工業(yè) 4.0 的持續(xù)發(fā)展，對軸承的需求和關(guān)注度正在增加。對于機器人和自動化系統(tǒng)來說，高質(zhì)量、高性能的軸承是不可或缺的組件。對于制造商來說，選擇正確的軸承可以提高機器的性能、準確性和可靠性，從而達到提高生產(chǎn)效率和競爭力的目的。

SMB Bearings一直致力于為其客戶提供高質(zhì)量的軸承，無論是標準的還是定制的。為了確保機器人和自動化系統(tǒng)達到其最大的潛力，確保選擇合適的軸承是至關(guān)重要的。

在未來，我們期待軸承技術(shù)的進一步創(chuàng)新，以滿足工業(yè)界對更高性能、更高效率和更長壽命的要求。而在此過程中，軸承將繼續(xù)是智能制造、自動化和機器人技術(shù)的無聲英雄。