國產(chǎn)機器人突破的關鍵：減速器

導讀：減速器是機器人的關鍵零部件，成本占到整臺機器人生產(chǎn)成本的三分之一。中國對機器人減速器研究較晚，技術不成熟，目前嚴重依賴進口，減速器是制約我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵因素，攻克減速器技術是國內(nèi)機器人企業(yè)產(chǎn)業(yè)化的必然選擇。

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性能指標上，它們各有不同。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減速器在先進機器人傳動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HarmonicaDrive和Nabtesco占領，其中Nabtesco生產(chǎn)RV減速器，約占60%的份額，HamonicaDrive生產(chǎn)諧波減速器，約占15%的份額。

中國正在服役的機器人已占全球總量的9%左右，2015年中國市場工業(yè)機器人達7500臺，同比增長36.6%，整體而言，機器人市場需求只增不降。在多種因素的引誘下，工業(yè)機器人產(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。2015年我國工業(yè)機器人減速器市場規(guī)模約為11.5億元，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%。

全球范圍內(nèi)機器人將會越來越普及，預計到2020年，服務機器人年銷售收入有望超過300億元人民幣。工業(yè)機器人再加上日益走入人們生活中的服務機器人，對于減速機行業(yè)來說，未來的前景十分看好。

目前中國機器人的處境依然很嚴峻，其中最典型的是在機器人核心技術上缺乏整體的突破。核心零部件主要分成三部分，機器人減速器、交直流伺服電機和控制器。從成本上來說，目前全球機器人產(chǎn)業(yè)的成本構成，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?？梢钥闯?，減速器是制約機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵因素，而減速器的核心技術，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，我國所有的機器人企業(yè)都在給日本企業(yè)打工。

關鍵部件進口比例較高，導致現(xiàn)在國內(nèi)制造機器人成本較高。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5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)品性能指標短期內(nèi)能達到要求，但由于質(zhì)量控制和工藝的問題，很容易磨損報廢，所以鮮有國產(chǎn)機器人企業(yè)選用，中國市場的減速器普遍還依賴進口。

其實在“十二五”時期，國家“863”計劃將其列入重點攻克的技術瓶頸。國內(nèi)頂尖大學和科研機構幾年攻關也只有論文，沒有實物。近兩年隨著工業(yè)機器人的發(fā)展有部分企業(yè)開始投資研發(fā)國產(chǎn)RV減速機，目前大多數(shù)處在技術研發(fā)和攻關階段。

RV減速器的技術難點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，并保證預期的工作壽命，因而在設計上使用了過定位結構，這使得零件加工精度要求極高，加工十分困難，機器人其規(guī)模化生產(chǎn)的重要制約則在于加工設備和加工工藝。

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

預計國產(chǎn)減速器在未來一段時間主要發(fā)展方向在于技術突破和完善，市場方面，首先進入中低端工業(yè)機器人市場，在2016 年后逐漸進入汽車生產(chǎn)線焊接機器人等高端產(chǎn)品。減速器的國產(chǎn)化會大幅降低國產(chǎn)工業(yè)機器人成本。