摘要：精密減速器是工業(yè)機(jī)器人最主要的核心零部件之一，是影響工業(yè)機(jī)器人穩(wěn)定性等關(guān)鍵指標(biāo)的重要元件。目前我國(guó)精密減速器主要依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)自主技術(shù)仍有待突破。本文從主流精密減速器產(chǎn)品、精密減速器市場(chǎng)格局、國(guó)內(nèi)外精密減速器技術(shù)差距等維度進(jìn)行了分析。

　　減速器成本占機(jī)器人成本的35%左右，是工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)的主要成本之一，也是制約機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。目前主流精密減速器包括RV減速器和諧波減速器，我國(guó)精密減速器產(chǎn)品短期內(nèi)仍主要依賴進(jìn)口。

　　RV減速器和諧波減速器是主流的精密減速器

　　RV減速器和諧波減速器是現(xiàn)階段工業(yè)機(jī)器人精密減速器的主流產(chǎn)品，二者合計(jì)占有全球工業(yè)機(jī)器人減速器市場(chǎng)份額的80%。其中RV減速器具有較大的傳動(dòng)比、較高的傳動(dòng)效率、較大的剛性、較高的可靠性，能夠?yàn)楣I(yè)機(jī)器人本體提供較高的運(yùn)動(dòng)精度，能夠在工作運(yùn)行中保持較小回差、保持較低振動(dòng)。在目前已有的關(guān)節(jié)機(jī)器人產(chǎn)品中，RV減速器主要安裝在機(jī)座等高負(fù)載位置，RV減速器價(jià)格貴、制造難，我國(guó)目前主要依賴進(jìn)口;諧波減速器相較RV減速器尺寸更小、所需零件較少，本身具有較高的傳動(dòng)比及傳動(dòng)效率，通常用在關(guān)節(jié)機(jī)器人的手部或腕部。

　　日系品牌主導(dǎo)精密減速器市場(chǎng)，短期內(nèi)中國(guó)市場(chǎng)仍需依賴進(jìn)口

　　從全球精密減速器市場(chǎng)來(lái)看，日系品牌哈默納科和納博特斯克壟斷了近75%的市場(chǎng)份額，其中納博特斯克生產(chǎn)的RV減速器，約占60%的份額，哈默納科生產(chǎn)的諧波減速器，約占15%的份額，ABB、Yaskawa、KUKA、FANUC等國(guó)際主流機(jī)器人整機(jī)廠商均由以上兩家日本公司提供精密減速器。

　　從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)現(xiàn)狀來(lái)看，我國(guó)2017年工業(yè)機(jī)器人減速器需求近18萬(wàn)臺(tái)。其中，國(guó)產(chǎn)品牌所占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額約為20%，外資品牌市場(chǎng)份額約80%。從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，近五年來(lái)進(jìn)口精密減速器占國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人減速器總銷量的比重呈現(xiàn)逐年下降趨勢(shì)，國(guó)產(chǎn)精密減速器占國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人減速器總銷量的比重逐年趨增。造成這一現(xiàn)象的主要原因如下：一是，國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人整機(jī)廠商通過(guò)進(jìn)口獲取精密減速器的價(jià)格較高，通常是ABB、Yaskawa、KUKA、FANUC等國(guó)際主流機(jī)器人整機(jī)廠商所支付價(jià)格的數(shù)倍，處于成本收益角度的考量，國(guó)內(nèi)機(jī)器人整機(jī)廠商不得不選擇國(guó)產(chǎn)精密減速器;二是，國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量逐年趨增，近五年CAGR高達(dá)15.11%，高速增長(zhǎng)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量拉升了精密減速器的市場(chǎng)需求，如此巨大的市場(chǎng)需求需要較高的精密減速器生產(chǎn)能力及較短的供貨周期來(lái)滿足，現(xiàn)階段日系品牌減速器出現(xiàn)明顯的供貨周期延后，最長(zhǎng)供貨周期超6個(gè)月，其中日本納博特斯克的精密減速器供貨周期已經(jīng)從以前的2-3個(gè)月延長(zhǎng)到現(xiàn)在的4-6個(gè)月，國(guó)內(nèi)機(jī)器人整機(jī)廠商為滿足工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)需求，轉(zhuǎn)而選擇國(guó)產(chǎn)品牌;三是，近年來(lái)國(guó)產(chǎn)精密減速器技術(shù)不斷成熟，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人整機(jī)廠商開始越來(lái)越多的采購(gòu)國(guó)產(chǎn)精密減速器產(chǎn)品，其中南通振康分別與埃夫特、上海歡顏分別簽訂了涉及3000臺(tái)、15000臺(tái)RV減速器的銷售訂單，雙環(huán)傳動(dòng)與埃夫特簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，約定埃夫特將在雙環(huán)傳動(dòng)采購(gòu)10000臺(tái)RV減速器，伯朗特與中大力德簽訂迄今為止最大的RV減速器戰(zhàn)略框架合同，約定在2019年12月前采購(gòu)不低于30000臺(tái)RV減速器。從國(guó)內(nèi)精密減速器現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)來(lái)判斷，國(guó)產(chǎn)精密減速器發(fā)展將持續(xù)向好，但短期內(nèi)我國(guó)精密減速器產(chǎn)品仍需依賴進(jìn)口。

圖 1 中國(guó)工業(yè)機(jī)器人減速器國(guó)產(chǎn)及外資品牌變化情況

(資料來(lái)源：公開數(shù)據(jù)整理)

　　國(guó)內(nèi)外精密減速器技術(shù)仍存在差距

　　原材料及熱處理工藝制約國(guó)產(chǎn)諧波減速器發(fā)展。諧波減速器主要由柔輪、波發(fā)生器、剛輪、軸承四部分構(gòu)成，由于柔輪減速傳動(dòng)過(guò)程中需要承擔(dān)較大的交變負(fù)荷，為避免出現(xiàn)損壞，對(duì)于制作柔輪所需材料的抗疲勞度、加工和熱處理工藝均有十分嚴(yán)苛的要求，因此柔輪成型工藝是諧波減速器生產(chǎn)中最大的技術(shù)難點(diǎn)?，F(xiàn)階段我國(guó)諧波減速器相關(guān)工藝及技術(shù)已經(jīng)有顯著突破，國(guó)產(chǎn)諧波減速器質(zhì)量提升明顯，國(guó)有品牌市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提升迅速，其中蘇州綠的在2017年所生產(chǎn)的諧波減速器銷量?jī)H次于哈默納科。未來(lái)隨著我國(guó)軸承生產(chǎn)技術(shù)的提升，國(guó)產(chǎn)諧波減速器在精度、壽命、可靠性等方面與國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品的差距將不斷縮小。

　　磨損快、精度保持性差、壽命短是制約國(guó)產(chǎn)RV減速器發(fā)展的主要因素。目前國(guó)內(nèi)已有加工方式的表面質(zhì)量不能達(dá)標(biāo)，加之國(guó)內(nèi)主要RV減速器生產(chǎn)商目前還缺少能夠有效提高RV減速器關(guān)鍵部件耐磨性的應(yīng)對(duì)方式，由于RV減速器只能采用油脂潤(rùn)滑方式，所以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的熱量短時(shí)間難以傳散。由于曲拐軸承滾針具有較高的自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，在此過(guò)程中產(chǎn)生大量熱能，如果難以及時(shí)散熱，滾針軸承壽命將顯著縮短。

　　國(guó)產(chǎn)RV減速器關(guān)鍵零部件的加工精度有待提升。從RV減速器結(jié)構(gòu)來(lái)看，第一級(jí)漸開線行星齒輪傳動(dòng)與第二級(jí)少齒差擺線針輪行星傳動(dòng)共同安裝在同一個(gè)針齒殼內(nèi)，為超靜定結(jié)構(gòu)，多個(gè)零件的相關(guān)尺寸互相關(guān)聯(lián)，且機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程中對(duì)于傳動(dòng)誤差有著極高的要求，因此對(duì)RV關(guān)鍵零部件(如擺線輪、針齒殼、曲柄軸、支撐盤等)的加工精度要求十分嚴(yán)苛，通常需要達(dá)到微米級(jí)。目前我國(guó)通過(guò)進(jìn)口的高精度通用加工和檢測(cè)設(shè)備單價(jià)昂貴，價(jià)位通常在千萬(wàn)元以上，較高的購(gòu)置成本使得很多國(guó)內(nèi)企業(yè)無(wú)法購(gòu)買相應(yīng)設(shè)備，而且進(jìn)口高精度通用加工和檢測(cè)設(shè)備加的工效率相對(duì)較低，目前尚且無(wú)法完全滿足國(guó)內(nèi)廠商批量生產(chǎn)的要求。

　　結(jié)語(yǔ)

　　精密加速器是影響我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵零部件，雖然近年來(lái)我國(guó)精密加速器相關(guān)技術(shù)突破顯著，但短期內(nèi)我國(guó)精密減速器仍需依賴進(jìn)口。未來(lái)在工業(yè)機(jī)器人需求趨增、國(guó)內(nèi)技術(shù)不斷發(fā)展、國(guó)外產(chǎn)品供貨周期過(guò)長(zhǎng)的背景下，國(guó)產(chǎn)精密減速器或迎來(lái)良好的發(fā)展契機(jī)。