機器人用精密減速器國產化迫在眉睫
http://www.debgrams.com 2017-10-16 16:09 來源：機電商報
按理說，工業機器人的動力源一般為交流伺服電機，因為由脈沖信號驅動，其伺服電機本身就可以實現調速，為什么工業機器人還需要減速器呢？
為保證工業機器人在生產中能夠可靠地完成工序任務，并確保工藝質量，對工業機器人的定位精度和重復定位精度要求很高。
因此，提高和確保工業機器人的精度就需要采用精密減速器。精密減速器的存在使伺服電機在一個合適的速度下運轉，并精確地將轉速降到工業機器人各部位需要的速度，提高機械體剛性的同時輸出更大的力矩。與通用減速器相比，機器人關節減速器要求具有傳動鏈短、體積小、功率大、質量輕和易于控制等特點。
由于RV減速器具有更高的剛度和回轉精度，因此它一般放置在機座、大臂、肩部等重負載的位置，而將諧波減速器放置在小臂、腕部或手部。
減速器已經成為制約機器人產業發展的關鍵因素
目前全球機器人產業的成本構成中減速器占到35%左右，而減速器的核心技術，幾乎壟斷在日本企業手上，在工業用機器人關節上的精密減速器上，納博特斯克產品的全球市場占有率達60%，特別在中/重負荷機器人上，其RV減速器市場占有率高達90%。哈默納科的諧波減速器約占15%。
對中國本土的機器人制造商來說，關鍵部件進口比例較高，導致現在國內制造機器人成本較高。特別是減速器，國內企業購買減速機的價格達到國外企業的價格的將近5倍。這樣國產機器人難以形成價格優勢，只有年產量上500-1000臺，才有一定的規模效應。因此，中國如果想要形成機器人產業化，擺脫國外機器人企業的掣肘，在機器人領域贏得自主，必須要將減速器國產化提上日程。
諧波減速器結構相對簡單，僅有三個基本零部件，加上哈默納科的專利早已到期，國產諧波減速器跟國外相比差距不算大。2016年，綠的諧波銷售精密諧波減速器超過6萬臺，在國內市場的占有率超過50%。自從蘇州綠的諧波崛起之后，日本的哈默納科就開始在中國市場上節節敗退了，也讓中國的諧波減速器價格似雪崩般下降了30%-40%。綠的甚至開始了蠶食哈默納科的海外市場，2016年蘇州綠的海外出口比例約為25%左右。
但在RV減速器方面國內企業進展有限，并且普遍陷入了技術--價格的死循環。
一方面，作為精密機械工業的一個巔峰之作，減速機的技術門檻非常之高，在國際上也僅有極少數國家能生產，RV減速機里面完全是由高精度的元件，齒輪相互嚙合，對材料科學，精密加工裝備，加工精度，裝配技術，高精度檢測技術提出了極高的要求。國內企業研發多是通過反向工程獲得數據，完全知其然而不知其所以然。所以盡管國內有部分企業在技術水平上取得了重大突破，但國產減速器在精度的保持性、精度壽命和產品壽命上都存在研發難點，各項難點導致國產減速器的一致性較差，產品之間可復制性低。因此，國內減速器尚不能形成批量化生產，目前只能依賴進口，嚴重制約了自主化市場需求。
另一方面，加工制造減速機零部件的設備都非常昂貴，比如美蓋勒平面磨床，單價值折合人民幣就接近千萬元。在沒有足夠的產量支撐下，設備攤銷成本高得嚇人。
所以這就變成了一個惡性循環，成本比國外競爭對手高，性能卻比對手差，銷量當然高不了，然后也不可能實現規模效應。實現盈利，而沒有盈利，沒有批量就沒有足夠的資源進行技術改進探索研發，也沒有辦法形成質量控制，更沒有辦法改進技術和性能。
核心零部件一直限制著中國機器人的快速發展，因此早日實現加速器的國產化至關重要。
可喜的是中國企業布局RV減速器若干年后，終于取得一些突破。國產RV減速器主要由南通振康、秦川機床、武漢精華、浙江恒豐泰和浙江雙環傳動提供。
南通振康RV減速器產量已經突破萬臺，秦川機床RV減速器生產線已經打通，產量正在逐步上升。秦川機床的RV減速器是國家進口替代項目，秦川機床9萬套工業機器人關節減速器技術改造項目、工業機器人關節減速器生產線兩項合計投資3.14億元。
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