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                                  2018年年末,國產諧波減速器企業境況如何?

                                  據行業專家及協會資料調研,在全球范圍內,機器人行業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,三者的市場銷售數量占比約為 40%、40%、20%。 其中,RV減速器和諧波減速器是工業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。在關節型機器人中,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、零件數目少且傳動效率高。在關節型機器人中,諧波減速器一般放置在小臂、腕部或手部。




                                  據估計,到2020年中國每年需要消耗190000臺機器人,到2020年實現機器人國產市場份額達50%(95000 臺),2025年實現機器人國產市場份額超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服務潛在市場。隨著我國工業機器人應用市場的快速發展,工業機器人用減速器市場需求規模也隨之增長。一般情況下,一臺工業機器人需要的減速器個數為4-6臺。隨著未來工業機器人的發展,中投顧問產業研究中心預測到2020年我國工業機器人減速器市場規模將超過40億元,未來五年復合增長率約為30%。


                                  據行業人士介紹,一臺精密減速器四大國際巨頭采購價為3萬元~5萬元,賣給國內關系好的客戶約7萬元,關系一般的普通客戶約12萬元,內資企業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。


                                  減速器在國內的市場現狀




                                  長期以來,機器人用精密減速器技術一直由美國、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,納博特斯克生產RV減速器,約占60%的份額,哈默納科生產諧波減速器,約占15%的份額。


                                  從成本上來說,目前全球機器人產業的成本構成,35%左右是減速器,20%左右是伺服電機,15%左右是控制系統,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業發展的關鍵因素。目前中國機器人的核心技術上還缺乏整體的突破。導致我國高端裝備制造領域機器人產業發展緩慢,只能依靠進口RV減速器。


                                  關鍵部件進口比例較高,就會導致國內制造機器人成本高。特別是減速機,國內企業購買減速機的價格是國外企業的價格的將近數倍。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加速提上日程。


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


                                  國內RV減速器的差距


                                  RV減速器的技術差距


                                  RV減速器需要的技術是很高的.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,熱處理表面外硬內軟,加工去除量不同,造成露出部分的性能的方差是關鍵;

                                  零件對稱性,不同零件在不同角度下要一致;

                                  成組技術: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;

                                  與系統集成發生耦合,集成后的機器人的運行點(額定轉速)作為激振頻率,會造成部件損毀,系統運行的范圍往往是連續調速,6軸機器人總有1個軸可能會再額定點20%附近,除非經過良好的設計和實施;

                                  產品參數波動大,如此精密配合的系統,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。


                                  壽命優化和迭代方面

                                  一個穩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,不經歷真實環境全生命周期測試是發現不了問題的。所以,必須要有一輪出現問題,然后再迭代設計的過程。


                                  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的水平的標志。


                                  RV減速器行業存在著管理問題


                                  國產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機器人深度定制,一個工業機器人,并不是只有減速器就足夠了,更重要的是和伺服系統、運動控制系統的結合才能達到高精度和高穩定性,各家的技術都不一樣,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機器人。一旦方向錯了,那么后續使用就需要機器人廠商與國產減速器廠商不斷協調、磨合、再協調、再磨合,對于研發工程師來說,研發周期也確實給不了他這么長時間。所以在管理減速器研發、生產方面,應該有一個行業標準,研發出屬于中國機器人自己使用的減速器。


                                  目前,工業機器人使用的大多數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。



                                  東莞市易合傳動科技有限公司


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