國產(chǎn)機(jī)器人突破之路：減速器是關(guān)鍵

　　減速器是機(jī)器人的關(guān)鍵零部件，成本占到整臺(tái)機(jī)器人生產(chǎn)成本的三分之一。中國對(duì)機(jī)器人減速器研究較晚，技術(shù)不成熟，目前嚴(yán)重依賴進(jìn)口，減速器是制約我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素，攻克減速器技術(shù)是國內(nèi)機(jī)器人企業(yè)產(chǎn)業(yè)化的必然選擇。

　機(jī)器人減速器分類

　　機(jī)器人減速器，按結(jié)構(gòu)不同可以分為五類：諧波齒輪減速器、擺線針輪行星減速器、RV減速器、精密行星減速器和濾波齒輪減速器。在精度、扭矩、剛度、傳送效率等衡量減速器的各個(gè)性能指標(biāo)上，它們各有不同。其中，RV減速器和諧波減速器是工業(yè)機(jī)器人最主流的精密減速器。

　　RV減速器在先進(jìn)機(jī)器人傳動(dòng)中有逐漸取代諧波減速器的趨勢。世界75%的精密減速器市場被日本的Harmonica Drive和Nabtesco占領(lǐng)，其中Nabtesco生產(chǎn)RV減速器，約占60%的份額，Hamonica Drive生產(chǎn)諧波減速器，約占15%的份額。

　　機(jī)器人減速器市場規(guī)模

　　中國正在服役的機(jī)器人已占全球總量的9%左右，2015年中國市場工業(yè)機(jī)器人達(dá)7500臺(tái)，同比增長36.6%，整體而言，機(jī)器人市場需求只增不降。在多種因素的引誘下，工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度將再次提速，步入歷史上的第二個(gè)繁榮發(fā)展期，或?qū)⒈鹊谝淮卫顺边€將巨烈。

　　隨著我國工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用市場的快速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人用減速器市場需求規(guī)模也隨之增長。一般情況下，一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人需要的減速器個(gè)數(shù)為4-6臺(tái)。2015年我國工業(yè)機(jī)器人減速器市場規(guī)模約為11.5億元，隨著未來工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展，中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心預(yù)測到2020年我國工業(yè)機(jī)器人減速器市場規(guī)模將超過40億元，未來五年復(fù)合增長率約為30%。

　　全球范圍內(nèi)機(jī)器人將會(huì)越來越普及，預(yù)計(jì)到2020年，服務(wù)機(jī)器人年銷售收入有望超過300億元人民幣。工業(yè)機(jī)器人再加上日益走入人們生活中的服務(wù)機(jī)器人，對(duì)于減速機(jī)行業(yè)來說，未來的前景十分看好。

　　國產(chǎn)機(jī)器人用減速器現(xiàn)狀

　　目前中國機(jī)器人的處境依然很嚴(yán)峻，其中最典型的是在機(jī)器人核心技術(shù)上缺乏整體的突破。核心零部件主要分成三部分，機(jī)器人減速器、交直流伺服電機(jī)和控制器。從成本上來說，目前全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的成本構(gòu)成，35%左右是減速器，20%左右是伺服電機(jī)，15%左右是控制系統(tǒng)，機(jī)械加工本體可能只占15%左右，其他的部分主要就是應(yīng)用。可以看出，減速器是制約機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素，而減速器的核心技術(shù)，幾乎壟斷在兩家日本企業(yè)納博特斯克(Nabtesco)和哈默納科(Harmonicdrive)手上，我國所有的機(jī)器人企業(yè)都在給日本企業(yè)打工。

　　關(guān)鍵部件進(jìn)口比例較高，導(dǎo)致現(xiàn)在國內(nèi)制造機(jī)器人成本較高。特別是減速機(jī)，國內(nèi)企業(yè)購買減速機(jī)的價(jià)格是國外企業(yè)的價(jià)格的將近5倍。這樣國產(chǎn)機(jī)器人難以形成價(jià)格優(yōu)勢，只有年產(chǎn)量上500-1000臺(tái)，才有一定的規(guī)模效應(yīng)。因此，中國如果想要形成機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化， 擺脫國外機(jī)器人企業(yè)的掣肘，在機(jī)器人領(lǐng)域贏得自主，必須要將減速器國產(chǎn)化加速提上日程。

　　RV減速器在國際上僅有極少數(shù)國家能生產(chǎn)，最近幾年，雖然國內(nèi)也有量產(chǎn)的RV減速器，產(chǎn)品性能指標(biāo)短期內(nèi)能達(dá)到要求，但由于質(zhì)量控制和工藝的問題，很容易磨損報(bào)廢，所以鮮有國產(chǎn)機(jī)器人企業(yè)選用，中國市場的減速器普遍還依賴進(jìn)口。

　　其實(shí)在“十二五”時(shí)期，國家“863”計(jì)劃將其列入重點(diǎn)攻克的技術(shù)瓶頸。國內(nèi)頂尖大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)幾年攻關(guān)也只有論文，沒有實(shí)物。近兩年隨著工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展有部分企業(yè)開始投資研發(fā)國產(chǎn)RV減速機(jī)，目前大多數(shù)處在技術(shù)研發(fā)和攻關(guān)階段。

　　RV減速器的技術(shù)難點(diǎn)在于該部件需要保證傳遞很大的扭矩，承受很大的過載沖擊，并保證預(yù)期的工作壽命，因而在設(shè)計(jì)上使用了過定位結(jié)構(gòu)，這使得零件加工精度要求極高，加工十分困難，機(jī)器人其規(guī)?；a(chǎn)的重要制約則在于加工設(shè)備和加工工藝。

　　國產(chǎn)RV減速器在額定扭矩和傳動(dòng)效率等方面與國外產(chǎn)品差距較小，但在扭轉(zhuǎn)剛度、傳動(dòng)精度等穩(wěn)定性和精度指標(biāo)方面差距還比較明顯，由于材料和工藝水平差距，耐疲勞強(qiáng)度方面差距也比較明顯。