机器人用精密减速器国产化迫在眉睫 —— 文章正文2017-10-17

    机器人用精密减速器是机器人产业链中至关重要的应用环节。

    按理说，工业机器人的动力源一般为交流伺服电机，因为由脉冲信号驱动，其伺服电机本身就可以实现调速，为什么工业机器人还需要减速器呢?

    “伺服电机本身就可以实现调速，为什么工业机器人还需要减速器呢?”

    工业机器人通常执行重复的动作

    为保证工业机器人在生产中能够可靠地完成工序任务，并确保工艺质量，对工业机器人的定位精度和重复定位精度要求很高。

    因此，提高和确保工业机器人的精度就需要采用精密减速器。精密减速器的存在使伺服电机在一个合适的速度下运转，并精确地将转速降到工业机器人各部位需要的速度，提高机械体刚性的同时输出更大的力矩。与通用减速器相比，机器人关节减速器要求具有传动链短、体积小、功率大、质量轻和易于控制等特点。

    ◆RV减速器◆谐波减速器

    由于RV减速器具有更高的刚度和回转精度，因此它一般放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置，而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部。

    减速器已经成为制约机器人产业发展的关键因素

    目前全球机器人产业的成本构成中减速器占到35%左右，而减速器的核心技术，几乎垄断在日本企业手上，在工业用机器人关节上的精密减速器上，纳博特斯克产品的全球市场占有率达60%，特别在中/重负荷机器人上，其RV减速器市场占有率高达90%。哈默纳科的谐波减速器约占15%。

    对中国本土的机器人制造商来说，关键部件进口比例较高，导致现在国内制造机器人成本较高。特别是减速器，国内企业购买减速机的价格达到国外企业的价格的将近5倍。这样国产机器人难以形成价格优势，只有年产量上500-1000台，才有一定的规模效应。因此，中国如果想要形成机器人产业化，摆脱国外机器人企业的掣肘，在机器人领域赢得自主，必须要将减速器国产化提上日程。

    谐波减速器结构相对简单，仅有三个基本零部件，加上哈默纳科的专利早已到期，国产谐波减速器跟国外相比差距不算大。2016年，绿的谐波销售精密谐波减速器超过6万台，在国内市场的占有率超过50%。自从苏州绿的谐波崛起之后，日本的哈默纳科就开始在中国市场上节节败退了，也让中国的谐波减速器价格似雪崩般下降了30%-40%。绿的甚至开始了蚕食哈默纳科的海外市场，2016年苏州绿的海外出口比例约为25%左右。

    但在RV减速器方面国内企业进展有限，并且普遍陷入了技术--价格的死循环。

    一方面，作为精密机械工业的一个巅峰之作，减速机的技术门槛非常之高，在国际上也仅有极少数国家能生产，RV减速机里面完全是由高精度的元件，齿轮相互啮合，对材料科学，精密加工装备，加工精度，装配技术，高精度检测技术提出了极高的要求。国内企业研发多是通过反向工程获得数据，完全知其然而不知其所以然。所以尽管国内有部分企业在技术水平上取得了重大突破，但国产减速器在精度的保持性、精度寿命和产品寿命上都存在研发难点，各项难点导致国产减速器的一致性较差，产品之间可复制性低。因此，国内减速器尚不能形成批量化生产，目前只能依赖进口，严重制约了自主化市场需求。

    另一方面，加工制造减速机零部件的设备都非常昂贵，比如美盖勒平面磨床，单价值折合人民币就接近千万元。在没有足够的产量支撑下，设备摊销成本高得吓人。

    所以这就变成了一个恶性循环，成本比国外竞争对手高，性能却比对手差，销量当然高不了，然后也不可能实现规模效应。实现盈利，而没有盈利，没有批量就没有足够的资源进行技术改进探索研发，也没有办法形成质量控制，更没有办法改进技术和性能。

    核心零部件一直限制着中国机器人的快速发展，因此早日实现加速器的国产化至关重要。

    可喜的是中国企业布局RV减速器若干年后，终于取得一些突破。国产RV减速器主要由南通振康、秦川机床、武汉精华、浙江恒丰泰和浙江双环传动提供。

    南通振康RV减速器产量已经突破万台，秦川机床RV减速器生产线已经打通，产量正在逐步上升。秦川机床的RV减速器是国家进口替代项目，秦川机床9万套工业机器人关节减速器技术改造项目、工业机器人关节减速器生产线两项合计投资3.14亿元。