國內機器人減速器的市場現狀及差距分析

日期: 2018-12-03
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據行業專家及協會資料調研,在全球範圍內,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佔比約為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台機器人,到2020年實現機器人國產市場份額達50%(95000台),2025年實現機器人國產市場份額超70%。在未來五年,這將為中國製造商提供超過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,一台工業機器人需要的減速器個數為4-6台。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,一台精密減速器四大國際巨頭採購價為3萬元~5萬元,賣給國內關係好的客戶約7萬元,關係一般的普通客戶約12萬元,內資企業採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佔領,納博特斯克生產RV減速器,約佔60%的份額,哈默納科生產諧波減速器,約佔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佔15%左右,其他的部分主要就是應用。可以看出,減速器是製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。導致我國高端裝備製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,就會導致國內製造機器人成本高。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台,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週期延後的現象,最長的供貨週期已經達到6個月以上,日本納博特斯克的供貨週期已從原來的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後,才可能知道各階振動的情況;


  非線性特徵,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,集成後的機器人的運行點(額定轉速)作為激振頻率,會造成部件損毀,系統運行的範圍往往是連續調速,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,遊隙/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裡了;


  有些材料的事情,不經歷真實環境全生命週期測試是發現不了問題的。所以,必須要有一輪出現問題,然後再迭代設計的過程。


  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誌。

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