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我國工業(yè)機(jī)器人自主技術(shù)發(fā)展迅速,與國外仍有差距

于洋 2019-01-11 3630 173

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2013-2017年期間,我國工業(yè)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展迅速,雖然我國自主工業(yè)機(jī)器人核心技術(shù)近年來日趨成熟,但與日德等工業(yè)機(jī)器人強(qiáng)國相比,技術(shù)差距仍然顯著。本文從工業(yè)機(jī)器人核心零部件、我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展路線、核心零部件國內(nèi)外技術(shù)差距等維度進(jìn)行了研究和分析。

  摘要:2013-2017年期間,我國工業(yè)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展迅速,雖然我國自主工業(yè)機(jī)器人核心技術(shù)近年來日趨成熟,但與日德等工業(yè)機(jī)器人強(qiáng)國相比,技術(shù)差距仍然顯著。本文從工業(yè)機(jī)器人核心零部件、我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展路線、核心零部件國內(nèi)外技術(shù)差距等維度進(jìn)行了研究和分析。

  工業(yè)機(jī)器人是促進(jìn)我國工業(yè)向智能化、自動化升級轉(zhuǎn)型的重要抓手,伺服電機(jī)、控制器、減速器等核心零部件部分先進(jìn)技術(shù)缺失是制約我國工業(yè)機(jī)器人自主研發(fā)、自主生產(chǎn)的主要因素。

  我國自主技術(shù)有待突破,伺服電機(jī)、控制器、減速器是未來重點(diǎn)攻堅(jiān)領(lǐng)域

  從工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈來看,減速器、伺服電機(jī)、控制器等核心零部件研發(fā)能力制約國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人供給能力及產(chǎn)品品質(zhì),未來汽車制造、食品加工、3C產(chǎn)品制造等下游領(lǐng)域自動化需求將顯著提升,或倒逼上游核心零部件實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破及品質(zhì)提升。

  圖 1 工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈

  從我國工業(yè)機(jī)器人核心零部件自主技術(shù)發(fā)展路徑來看,我國自主技術(shù)尚處突破期,研發(fā)能力處于上升期,與日德等國差距顯著,未來有較大提升空間。其中工業(yè)機(jī)器人減速器自主技術(shù)研發(fā)周期較長,預(yù)計(jì)2030年可實(shí)現(xiàn)在新傳動(驅(qū)動)機(jī)構(gòu)和新型驅(qū)動材料領(lǐng)域的技術(shù)突破;我國工業(yè)機(jī)器人控制器自主技術(shù)是核心零部件中與國外技術(shù)差距最小的一個,預(yù)計(jì)2025年前可突破該領(lǐng)域尖端技術(shù)。

  表 1 我國工業(yè)機(jī)器人核心零部件技術(shù)路線

  精密減速器自主技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破,國產(chǎn)產(chǎn)品精度及持久度尚需提升

  截至2017年,進(jìn)口產(chǎn)品約占國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人減速器市場份額的80%,國產(chǎn)產(chǎn)品市場份額約20%。雖然我國工業(yè)機(jī)器人精密減速器自主技術(shù)近年來實(shí)現(xiàn)突破,諧波減速器技術(shù)發(fā)展迅速,由我國自主研發(fā)、生產(chǎn)的部分諧波減速器產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),但是我國自主產(chǎn)品在精度及使用壽命方面與日德產(chǎn)品差距明顯,短期內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)完全替代。造成上述差距的主要原因有兩方面:一是工業(yè)機(jī)器人減速器產(chǎn)品對軸承以及齒輪的精度要求極高,目前我國數(shù)控機(jī)床技術(shù)還處在追趕期,我國與德日等精密制造強(qiáng)國相比在制造工藝與基礎(chǔ)材料方面均存在顯著差距,目前尚難完全滿足工業(yè)機(jī)器人減速器產(chǎn)品的精度需求;二是國外企業(yè)經(jīng)過半個多世紀(jì)的技術(shù)積累與沉淀,已經(jīng)對制作工藝、核心技術(shù)、核心算法有了深刻的理解,這是國內(nèi)企業(yè)在核心工藝及技術(shù)方面短時間內(nèi)無法迅速實(shí)現(xiàn)趕超的重要因素。

  圖 2 中國工業(yè)機(jī)器人減速器市場容量及需求量

  (數(shù)據(jù)來源:公開資料整理)

  表 2 2017國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人減速器國產(chǎn)化進(jìn)程

  國內(nèi)伺服電機(jī)以進(jìn)口品牌為主,差異化競爭是國產(chǎn)品牌實(shí)現(xiàn)突破的主要方式

  截至2017年,國外品牌仍占據(jù)我國伺服電機(jī)市場的主要份額,日系及歐系品牌是占有市場份額最高的外資品牌。其中,日系品牌(松下、三菱、安川)市場份額占比高達(dá)45%,其憑借良好的產(chǎn)品性能和富有競爭力的價(jià)格優(yōu)勢壟斷了中小型OEM市場;歐系品牌(西門子、施耐德等)市場份額占比約30%,產(chǎn)品主要分布在高端市場。現(xiàn)階段,匯川技術(shù)、埃斯頓、華中數(shù)控、英威騰等國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人伺服電機(jī)主要廠商,憑借在液壓行業(yè)、包裝機(jī)械、注塑機(jī)械伺服電機(jī)等原有領(lǐng)域的技術(shù)積累,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)向機(jī)器人專用伺服電機(jī)領(lǐng)域的突破,進(jìn)而通過在細(xì)分產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的差異化競爭提升國產(chǎn)品牌的市場競爭力。

  表 3 國內(nèi)伺服電機(jī)主要廠商

  工業(yè)機(jī)器人控制器是國內(nèi)外技術(shù)差距最小的核心零部件

  截至2017年,我國工業(yè)機(jī)器人控制器主流供應(yīng)商包括Delta Tau、Gail、TRIO、固高科技、埃斯頓、廣州數(shù)控等中外企業(yè),其中固高科技在PC based控制器領(lǐng)域市占率接近50%;埃斯頓成功并購TRIO,實(shí)現(xiàn)進(jìn)軍高端運(yùn)動控制方案領(lǐng)域的重要一步。總體來看,國產(chǎn)控制器在硬件上與國外產(chǎn)品相差不大,差距主要體現(xiàn)在算法和兼容性方面。

  表 4 國內(nèi)控制器主要廠商

  結(jié)語

  雖然近年來我國工業(yè)機(jī)器人核心零部件技術(shù)突破顯著,控制器領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)已和國外差距較小,但在伺服電機(jī)及加速器領(lǐng)域國內(nèi)外技術(shù)差距仍然顯著。未來我國工業(yè)機(jī)器人核心技術(shù)發(fā)展將集中在伺服電機(jī)和減速器等方面,涵蓋精密諧波加速器、新型傳動(驅(qū)動)機(jī)構(gòu)和新型驅(qū)動材料等重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域。


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