人形机器人精密部件 - 执行器用齿轮 

这两种齿轮箱都将电动机的快速旋转转换为缓慢而有力的关节运动 - 但转换方式截然不同。  

谐波减速器利用波发生器对柔轮产生的弹性变形，从而在单级传动中实现极高的减速比（高达100:1），同时具有紧凑的结构空间和零间隙。 行星齿轮箱将负载同时分散到多个啮合齿上，承载能力特别强，但要实现高减速比则需要多级传动。在人形机器人中，根据关节的要求，这两种类型都会被有针对性地使用。 

柔轮是精密制造中最具挑战性的齿轮加工任务之一。 

其壁厚不足一毫米 - 即使微小的夹紧力也会导致弹性变形，从而引发齿轮加工误差。因此，埃马克采用液压扩张式夹紧芯轴，将夹紧力均匀地分布在整个内圆周面上。 此外，还需使用硬度值在 38–42 HRC 之间的高强度材料，并满足 DIN 4 级齿轮加工质量要求，其节距公差需控制在个位数微米范围内。 

埃马克为这三个核心部件分别提供了专门的工艺。 

对于柔轮，采用 K 系列机床进行滚齿加工，配备专用硬质合金滚刀，并采用同步误差补偿策略。波发生器在 VLC 350 GT 上通过车削、铣削和磨削的组合，在一次装夹中完成全部加工。 行星齿轮则需经过滚齿、表面淬火和硬精加工的工艺链 - 可选择车齿、磨齿或成形磨削。 

柔轮的制造包括紧密配合的软加工和硬加工。 

工艺链首先通过软车削形成几何形状，随后进行热处理（淬火、低温处理、回火）以及功能表面的硬车。接着对内孔进行珩磨 - 该孔作为齿轮滚齿加工的精密夹紧基准。最后进行去毛刺、清洗和喷砂处理。 每个步骤都与后续工序紧密衔接，因为任何失误都会直接影响齿轮的最终质量。 

埃马克为每种部件提供合适的机床平台。 

对于柔轮，可选用 K 160（外径约 100 毫米，开放式结构）和 K 300（外径 140 毫米，封闭式框架，刚性更高）。波发生器可在 VLC 350 GT（车削、铣削、磨削一体机）上进行加工。 对于行星齿轮，K 160 适用于滚齿加工，而 G 160、G 250 HS 或 G 375 H 则适用于后续的精磨。 

可达到的质量等级因部件和工艺而异 - 但始终处于最高精度范围内。 

对于柔轮，埃马克已证实可达到符合 DIN 3960/62 或 ISO 1328 4 级的齿轮加工质量，其节距公差在个位数微米范围内，圆跳动小于 5 µm。波发生器凭借一次装夹完成全加工，可实现 ≤ 3 µm 的同心度和对称度公差。 行星齿轮根据工艺不同，可达到 DIN 4 至 6 级标准；随着人形机器人技术领域需求的不断增长，淬火前达到 4 级标准的要求也日益增多。 

主要应用于人形机器人的旋转执行器。 

当前的人形机器人至少需要 14 个旋转执行器 - 分布在肩部、肘部、髋部和膝关节。带柔轮和波发生器的谐波减速器在需要零间隙、紧凑结构和高减速比的场合中被优先采用。 行星齿轮箱则用于高扭矩关节。随着精细机械手的发展，对微型化齿轮箱的需求也在增加 - 这正是埃马克制造解决方案的一个日益增长的应用领域。 

关键在于缩短节拍时间、降低废品率并最大限度地减少换模工作量。 

在波发生器上对椭圆轮廓进行预铣和精磨的组合，相比纯磨削加工可节省 30% 至 40% 的加工时间。 一次装夹完成全部加工，既缩短了周转时间，又消除了因重新装夹导致的废品。对于行星齿轮，替代工艺“整块磨削”省去了预齿加工，从而缩短了工艺链。G 375 H 凭借其短的调试时间，即使在部件几何形状不断变化的情况下，也能实现经济高效的运行。