國產(chǎn)機(jī)器人突破之路:減速器是關(guān)鍵
減速器是機(jī)器人的關(guān)鍵零部件,成本占到整臺機(jī)器人生產(chǎn)成本的三分之一。中國對機(jī)器人減速器研究較晚,技術(shù)不成熟,目前嚴(yán)重依賴進(jìn)口,減速器是制約我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素,攻克減速器技術(shù)是國內(nèi)機(jī)器人企業(yè)產(chǎn)業(yè)化的必然選擇。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201703/345237.htm機(jī)器人減速器分類
機(jī)器人減速器,按結(jié)構(gòu)不同可以分為五類: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(biāo)上,它們各有不同。其中,RV減速器和諧波減速器是工業(yè)機(jī)器人最主流的精密減速器。
RV減速器在先進(jìn)機(jī)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Harmonica Drive和Nabtesco占領(lǐng),其中Nabtesco生產(chǎn)RV減速器,約占60%的份額,Hamonica Drive生產(chǎn)諧波減速器,約占15%的份額。
機(jī)器人減速器市場規(guī)模
中國正在服役的機(jī)器人已占全球總量的9%左右,2015年中國市場工業(yè)機(jī)器人達(dá)7500臺,同比增長36.6%,整體而言,機(jī)器人市場需求只增不降。在多種因素的引誘下,工業(yè)機(jī)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(jī)器人應(yīng)用市場的快速發(fā)展,工業(yè)機(jī)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(jī)器人需要的減速器個數(shù)為4-6臺。2015年我國工業(yè)機(jī)器人減速器市場規(guī)模約為11.5億元,隨著未來工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展,中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心預(yù)測到2020年我國工業(yè)機(jī)器人減速器市場規(guī)模將超過40億元,未來五年復(fù)合增長率約為30%。
全球范圍內(nèi)機(jī)器人將會越來越普及,預(yù)計(jì)到2020年,服務(wù)機(jī)器人年銷售收入有望超過300億元人民幣。工業(yè)機(jī)器人再加上日益走入人們生活中的服務(wù)機(jī)器人,對于減速機(jī)行業(yè)來說,未來的前景十分看好。
國產(chǎn)機(jī)器人用減速器現(xiàn)狀
目前中國機(jī)器人的處境依然很嚴(yán)峻,其中最典型的是在機(jī)器人核心技術(shù)上缺乏整體的突破。核心零部件主要分成三部分,機(jī)器人減速器、交直流伺服電機(jī)和控制器。從成本上來說,目前全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的成本構(gòu)成,35%左右是減速器,20%左右是伺服電機(jī),15%左右是控制系統(tǒng),機(jī)械加工本體可能只占15%左右,其他的部分主要就是應(yīng)用??梢钥闯觯瑴p速器是制約機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素,而減速器的核心技術(shù),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(jī)器人企業(yè)都在給日本企業(yè)打工。
關(guān)鍵部件進(jìn)口比例較高,導(dǎo)致現(xiàn)在國內(nèi)制造機(jī)器人成本較高。特別是減速機(jī),國內(nèi)企業(yè)購買減速機(jī)的價格是國外企業(yè)的價格的將近5倍。這樣國產(chǎn)機(jī)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(yīng)。因此,中國如果想要形成機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化, 擺脫國外機(jī)器人企業(yè)的掣肘,在機(jī)器人領(lǐng)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(biāo)短期內(nèi)能達(dá)到要求,但由于質(zhì)量控制和工藝的問題,很容易磨損報(bào)廢,所以鮮有國產(chǎn)機(jī)器人企業(yè)選用,中國市場的減速器普遍還依賴進(jìn)口。
其實(shí)在“十二五”時期,國家“863”計(jì)劃將其列入重點(diǎn)攻克的技術(shù)瓶頸。國內(nèi)頂尖大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)幾年攻關(guān)也只有論文,沒有實(shí)物。近兩年隨著工業(yè)機(jī)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(jī),目前大多數(shù)處在技術(shù)研發(fā)和攻關(guān)階段。
RV減速器的技術(shù)難點(diǎn)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(yù)期的工作壽命,因而在設(shè)計(jì)上使用了過定位結(jié)構(gòu),這使得零件加工精度要求極高,加工十分困難,機(jī)器人其規(guī)?;a(chǎn)的重要制約則在于加工設(shè)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(biāo)方面差距還比較明顯,由于材料和工藝水平差距,耐疲勞強(qiáng)度方面差距也比較明顯。
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