
“關(guān)節”減速機對國產(chǎn)機器人的重要性解析
減速機,也稱(chēng)“機器人關(guān)節”,是以工業(yè)機器人為代表的高端自動(dòng)化設備的核心傳動(dòng)部件。在國產(chǎn)機器人崛起道路上,減速機的產(chǎn)業(yè)化、自動(dòng)化是非常重要的內容。
“關(guān)節”減速機對國產(chǎn)機器人的重要性解析
面對勞動(dòng)力成本的高企和機器人獨有的精確、高效,中國在2013年就成為了全球最大的機器人市場(chǎng),長(cháng)三角、珠三角等制造業(yè)優(yōu)勢地區跑步進(jìn)入“機器人新時(shí)代”。守著(zhù)最龐大的機器人市場(chǎng),國產(chǎn)機器人并沒(méi)能近水樓臺先得月,國產(chǎn)機器人只占到國內市場(chǎng)份額的5%左右。
困擾我國機器人行業(yè)健康發(fā)展的瓶頸在于減速器、交直流伺服電機和控制器這三大核心零部件無(wú)法自給自足。
當然,國內企業(yè)在實(shí)現核心零部件自給自足的目標上斗志昂揚,也取得了不少的成績(jì):
今年4月,蘇州綠的諧波歷時(shí)5年,終于攻克了機器人用精密減速器的生產(chǎn)技術(shù),憑借高性能、壽命久、交期短的優(yōu)勢打破了日本對該技術(shù)的壟斷;
5月,江蘇南通振康機械首批RV精密減速機出產(chǎn),標志著(zhù)該公司已攻克RV精密減速機的設計、加工、裝配等一系列工程化技術(shù)難題,成為大陸唯一批量生產(chǎn)RV精密減速機的企業(yè);
6月,江蘇泰隆集團自主研發(fā)的擺線(xiàn)包絡(luò )精密減速器、諧波減速器、擺線(xiàn)鋼球減速器、輪邊馬達減速器4款高精密減速器。這4款高精密減速器突破了日本、捷克等國外技術(shù)壟斷,攻克RV機器人用減速器國際技術(shù)壁壘,實(shí)現了國產(chǎn)機器人用精密減速機國產(chǎn)化的重大突破。
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“關(guān)節”減速機對國產(chǎn)機器人的重要性解析
關(guān)于機器人與減速機的那些事
機器人由三大系統組成,分別為控制系統、伺服系統、傳動(dòng)系統,其中傳動(dòng)系統中的RV減速機是機器人的關(guān)節,如同汽車(chē)的變速箱,控制著(zhù)機器人力量輸出和操作精度,占一臺機器人成本的33%。機器人關(guān)節減速器要求具有傳動(dòng)鏈短、體積小、功率大、質(zhì)量輕和易于控制等特點(diǎn)。一般情況下,一臺通用機器人需要的減速器個(gè)數為4-8套。
中國機器人聯(lián)盟提供數據顯示,未來(lái)10年,我國工業(yè)機器人市場(chǎng)將達到6000億元,而一臺工業(yè)機器人需要4-8個(gè)關(guān)節減速機,僅機器人減速機的市場(chǎng)就將超過(guò)千億元。一位業(yè)內人士表示,倘若按照一臺通用機器人配置4.5套減速器推算,那么2014-2018年,我國工業(yè)機器人對減速器的新增需求量分別將達到18.9萬(wàn)套、23.6萬(wàn)套、29.6萬(wàn)套、36.9萬(wàn)套、46.2萬(wàn)套。
盡管?chē)鴥葘C器人用減速器的需求潛力巨大,但是目前國內市場(chǎng)仍被外資品牌占領(lǐng),尤其是日本的廠(chǎng)商,全球75%的精密減速器市場(chǎng)都被日本壟斷,國內只有少量的產(chǎn)品投放市場(chǎng)。高工產(chǎn)研·機器人研究所(GRII)統計數據顯示,截至目前,國內機器人企業(yè)數量已超過(guò)420家,但其中研究減速器的企業(yè)只有13家,而在RV減速器取得初步進(jìn)展的只有5家,目前的研發(fā)仍在艱難進(jìn)行中。
減速機自主化是重中之重
我們來(lái)看一下機器人成本構成分析:
機器人成本構成圖
減速機占比在是最高的一個(gè)單體部件,一個(gè)關(guān)節、實(shí)現一個(gè)動(dòng)作都需要一臺減速機來(lái)支撐。行星減速機、RV精密擺線(xiàn)減速機、諧波減速器作為當前機器人主流的減速機,驅動(dòng)系統要求傳動(dòng)系統間隙小、剛度大、輸出扭矩高以及減速比大,因此采用行星排圓柱螺旋齒輪傳動(dòng)機構或結合行星排的擺線(xiàn)輪傳動(dòng)機構設計是必然,但國內對齒輪、擺線(xiàn)輪尤其內輪齒圈等關(guān)鍵零部件的加工精度不能完全保證,尚不能形成批量化生產(chǎn),目前只能?chē)乐匾蕾?lài)進(jìn)口,嚴重制約了自主化市場(chǎng)需求,這也直接導致了減速器是國產(chǎn)工業(yè)機器人成本居高不下的最重要因素。
因此,就目前情況而言。提供規?;倚阅芸煽康木軠p速器部件是我國機器人產(chǎn)業(yè)化、自主化的重中之重。
RV減速機長(cháng)期被日本等國外企業(yè)壟斷,導致中國機器人行業(yè)受制于人,研發(fā)機器人的RV高精密減速機被國家“863”計劃列為重點(diǎn)攻關(guān)課題。隨著(zhù)國家“機器人關(guān)節減速器生產(chǎn)線(xiàn)”等重大專(zhuān)項支持力度的加大,企業(yè)研發(fā)投入的持續,實(shí)現機器人部件國產(chǎn)化、自主化,大幅降低成本和定價(jià),我國工業(yè)機器人規?;瘧玫臅r(shí)代已經(jīng)可以預期。
【工控中國結語(yǔ)】
機器人產(chǎn)業(yè)鏈上大體分為上游關(guān)鍵零部件、中游整機系統集成和下游應用。從產(chǎn)業(yè)鏈的角度來(lái)說(shuō),上游關(guān)鍵零部件和國外差距比較大。在所有核心零部件中,減速機最為關(guān)鍵。因此,對中國機器人機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言,精密減速機國產(chǎn)化已經(jīng)迫在眉睫,國內企業(yè)苦練內功,專(zhuān)心技術(shù)研發(fā)與創(chuàng )新,是未來(lái)發(fā)展戰略中的大課題。