簡析機器人減速器的市場現(xiàn)狀及差距

減速器在國內(nèi)的潛在市場規(guī)模

據(jù)行業(yè)專家及協(xié)會資料調(diào)研，在全球范圍內(nèi)，機器人行業(yè)應用的精密減速機可分為 RV 減速機、諧波減速機和 SPINEA 減速機，三者的市場銷售數(shù)量占比約為 40%、40%、20%。其中，RV減速器和諧波減速器是工業(yè)機器人最主流的精密減速器。

RV減速器：傳動比大、傳動效率高、運動精度高、回差小、低振動、剛性大和高可靠性等特點。在關(guān)節(jié)型機器人中，一般將RV減速器放置在機座、大臂、肩部等重負載的位置。

諧波減速器：傳動比大、外形輪廓小、零件數(shù)目少且傳動效率高。在關(guān)節(jié)型機器人中，諧波減速器一般放置在小臂、腕部或手部。

據(jù)估計，到2020年中國每年需要消耗190000臺機器人，到2020年實現(xiàn)機器人國產(chǎn)市場份額達50%（95000 臺），2025年實現(xiàn)機器人國產(chǎn)市場份額超70%。在未來五年，這將為中國制造商提供超過740億美元的機器人及相關(guān)服務(wù)潛在市場。隨著我國工業(yè)機器人應用市場的快速發(fā)展，工業(yè)機器人用減速器市場需求規(guī)模也隨之增長。一般情況下，一臺工業(yè)機器人需要的減速器個數(shù)為4-6臺。隨著未來工業(yè)機器人的發(fā)展，中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心預測到2020年我國工業(yè)機器人減速器市場規(guī)模將超過40億元，未來五年復合增長率約為30%。

據(jù)行業(yè)人士介紹，一臺精密減速器四大國際巨頭采購價為3萬元~5萬元，賣給國內(nèi)關(guān)系好的客戶約7萬元，關(guān)系一般的普通客戶約12萬元，內(nèi)資企業(yè)采購精密減速器的成本比國際巨頭貴一倍還多，可見其間的利潤差別有多大。

減速器在國內(nèi)的市場現(xiàn)狀

長期以來，機器人用精密減速器技術(shù)一直由美國、德國、日本、捷克等國家掌控，其中世界75%的精密減速器市場被日本的哈默納科和納博特斯克占領(lǐng)，納博特斯克生產(chǎn)RV減速器，約占60%的份額，哈默納科生產(chǎn)諧波減速器，約占15%的份額。

從成本上來說，目前全球機器人產(chǎn)業(yè)的成本構(gòu)成，35%左右是減速器，20%左右是伺服電機，15%左右是控制系統(tǒng)，機械加工本體可能只占15%左右，其他的部分主要就是應用。可以看出，減速器是制約機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。目前中國機器人的核心技術(shù)上還缺乏整體的突破。導致我國高端裝備制造領(lǐng)域機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢，只能依靠進口RV減速器。

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

目前減速器發(fā)展還存在產(chǎn)能擴大的瓶頸，涉及收費口、管理、技術(shù)等問題，日本的減速器出現(xiàn)供貨周期延后的現(xiàn)象，最長的供貨周期已經(jīng)達到6個月以上，日本納博特斯克的供貨周期已從原來的2-3個月延長到現(xiàn)在的4-6個月，國產(chǎn)減速器產(chǎn)能不能在很短時間內(nèi)實現(xiàn)成倍增長，無法滿足不斷擴大的市場需求。所以擴產(chǎn)不僅是國產(chǎn)減速器面臨的問題，也是日本減速器面臨的問題之一。

國內(nèi)RV減速器的差距

RV減速器的技術(shù)差距

RV減速器需要的技術(shù)是很高的．其核心難點在各項工藝的密切配合。

齒面熱處理，這是輸入條件，粗加工精度下的應力殘留，在熱處理的時候表面的剛度強度要一致；

加工精度，熱處理表面外硬內(nèi)軟，加工去除量不同，造成露出部分的性能的方差是關(guān)鍵；

零件對稱性，不同零件在不同角度下要一致；

成組技術(shù)：如何進行相互配合；

裝配精度：如此高精密的裝配；

以上公差總的分配帶來的結(jié)果是磨損和壽命．

動力方面

仿真難點：在建模完成動力學的多體動力學仿真之后，才可能知道各階振動的情況；

非線性特征，造成差異巨大，一旦存在共振點在工作點附近，則受影響；

與系統(tǒng)集成發(fā)生耦合，集成后的機器人的運行點（額定轉(zhuǎn)速）作為激振頻率，會造成部件損毀，系統(tǒng)運行的范圍往往是連續(xù)調(diào)速，6軸機器人總有1個軸可能會再額定點20％附近，除非經(jīng)過良好的設(shè)計和實施；

產(chǎn)品參數(shù)波動大，如此精密配合的系統(tǒng)，游隙／過盈配合只要偏差一點點，則接觸剛度／嚙合剛度都會差幾倍，剛度矩陣的巨大變化造成了固有頻率的波動。

壽命優(yōu)化和迭代方面

一個穩(wěn)定的車和一個振動的車，壽命可能差很多倍，想想也知道壽命去哪里了；

有些材料的事情，不經(jīng)歷真實環(huán)境全生命周期測試是發(fā)現(xiàn)不了問題的。所以，必須要有一輪出現(xiàn)問題，然后再迭代設(shè)計的過程。

目前機器人面臨的問題看似是60％價格做不出來東西，90％價格做出來30％壽命的東西，其實壽命本身就是機械行業(yè)的水平的標志。

RV減速器行業(yè)存在著管理問題

國產(chǎn)減速器一直以來參考的對象都是橫向的國外進口減速器某型號，從沒聽說過某減速器專門為某國產(chǎn)機器人深度定制，一個工業(yè)機器人，并不是只有減速器就足夠了，更重要的是和伺服系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)的結(jié)合才能達到高精度和高穩(wěn)定性，各家的技術(shù)都不一樣，沒聽過國外的某兩家機器人說自己的減速器和別家可以通用。國產(chǎn)減速器參考對象是怎樣性能更逼近國外品牌，而不是怎樣更適合國產(chǎn)機器人。一旦方向錯了，那么后續(xù)使用就需要機器人廠商與國產(chǎn)減速器廠商不斷協(xié)調(diào)、磨合、再協(xié)調(diào)、再磨合，對于研發(fā)工程師來說，研發(fā)周期也確實給不了他這么長時間。所以在管理減速器研發(fā)、生產(chǎn)方面，應該有一個行業(yè)標準，研發(fā)出屬于中國機器人自己使用的減速器。

目前，工業(yè)機器人使用的大多數(shù)RV減速器來自日本品牌，其次是韓國和捷克。全世界由國際機器人制造公司如ABB、Fanuc和Kuka使用的精密減速器中，有近75%為日本公司制造。

減速器在國內(nèi)、外的知名企業(yè)

RV減速器

納博特斯克

納博特斯克由帝人精機株式會社和納博克株式會社2003年合并而來，是全球最大的精密擺線針輪減速機制造商，自1986年由垂井工廠開始投入量產(chǎn)以來，截至2017年年底已累計生產(chǎn)精密RV減速器超700萬臺。

住友重機械減速機(中國)有限公司

住友重機投放在中國市場的機器人用減速器主要是UV系列減速機(即市面RV減速機)，UV系列從2014年開始進入中國，產(chǎn)品在日本生產(chǎn)，并在中國上海、廣州設(shè)有組裝基地。

南通振康焊接機電有限公司

南通振康是國內(nèi)較早涉足機器人用RV減速器的廠商，技術(shù)團隊依托于西安微電機研究所資源研發(fā)。南通振康目前有“ZKRV”品牌減速器RV-E、RV-C、RD三個系列共10種規(guī)格，具備年產(chǎn)3萬臺的生產(chǎn)能力。

秦川機床工具集團股份公司

秦川機床主營業(yè)務(wù)有機床(齒輪磨床和螺紋磨床)、減速機(機器人用)、各類型齒輪等。機器人部門人數(shù)200多人，生產(chǎn)員工150人，研發(fā)占人員占比 20%。在北京、上海、重慶、西安、廣州設(shè)有分公司。

上海力克精密機械有限公司

力克精密成立于1998年，系專業(yè)制造齒輪廠商，于2013年研發(fā)RV減速器，2015年正式推出LKRV-E、LKRV-C、LKRV-N、LKRV-S共4大系列精密控制減速器產(chǎn)品，與國內(nèi)大部分本體廠家如埃斯頓和廣州啟帆合作，并可向廠商供貨試用。力克精密的RV減速器型號齊全，系作為國內(nèi)唯一一家可以實現(xiàn)替代日本全系列減速器的企業(yè)。

浙江恒豐泰減速機制造有限公司

恒豐泰在2006年開始研制第一臺CORT活齒技術(shù)精密減速機，2013年研制出7種型號CORT精密減速器系列樣機。截至目前已開發(fā)出3大系列CORT、HORT(RV)、KORT型號減速器20多種規(guī)格減速器，基本滿足5-500kg工業(yè)機器人的使用要求。恒豐泰的RV減速器已被埃夫特、博實自動化等機器人廠商部分采用。

諧波減速器

哈默納科

哈默納科成立于1970年，擁有40多年諧波傳動研究經(jīng)驗，是全球最大的諧波減速器生產(chǎn)商，和納博特斯克并稱為機器人精密減速器的兩大巨頭。2011年1月投資成立全資子公司哈默納科(上海)商貿(mào)有限公司。

蘇州綠的諧波傳動科技有限公司

蘇州綠的成立于2011年，公司擁有研發(fā)人員30余名，在諧波傳動領(lǐng)域已擁有多項國家專利，是《機器人用諧波齒輪減速器》國家標準的主要編制起草方。蘇州綠的標準減速器產(chǎn)品有6大系列，共100多個型號。

日本電產(chǎn)新寶(浙江)有限公司

新寶成立于2003年，主要產(chǎn)品有減速器(諧波及RV)、沖床、計測器等。新寶減速器在2015年進入中國市場，2017年其中國市場月均出貨量近3000臺，RV減速器出貨量較少。減速器產(chǎn)品生產(chǎn)主要在日本，國內(nèi)尚無生產(chǎn)基地。

浙江來福諧波傳動股份有限公司

來福諧波是一家從事高精密諧波減速器的專業(yè)化公司，擁有自主研發(fā)中心，在諧波傳動領(lǐng)域，擁有多項技術(shù)專利。來福諧波δ齒形諧波減速機具有噪音小、精度高、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性好等特點，在機器人領(lǐng)域得到廣泛應用。

北京中技克美諧波傳動有限責任公司

中技克美從事諧波傳動減速器的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售，于2017年7月掛牌新三板上市，成為第一家登陸資本市場的諧波減速器企業(yè)。中技克美有近10個標準系列諧波減速器產(chǎn)品，包括XB1/2/3/6、XBF、XBFF、XBS、XBD、XBHS等，產(chǎn)能近2萬臺。