引言：我國(guó)工業(yè)機(jī)器人雖然在近幾年，得到了快速發(fā)展，但是受核心技術(shù)的制約，目前還是處于中低端市場(chǎng)。控制器、伺服電機(jī)、減速機(jī)是目前制約我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸，下面我們就針對(duì)這三方面，分析一下它們的發(fā)展現(xiàn)狀。
我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人三大核心零部件控制器、伺服電機(jī)、減速機(jī)是制約中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的主要瓶頸，占到機(jī)器人成本的70%。
減速機(jī)
目前全球能夠提供規(guī)?；倚阅芸煽康木軠p速器生產(chǎn)企業(yè)不算多，全球絕大多數(shù)市場(chǎng)份額都被日本企業(yè)占據(jù)，在工業(yè)用機(jī)器人關(guān)節(jié)上的精密減速器上，納Nabtesco(納博特斯克)產(chǎn)品的全球市場(chǎng)占有率達(dá)60%，特別在中/重負(fù)荷機(jī)器人上，其RV減速器市場(chǎng)占有率高達(dá)90%。Harmonica(哈默納科)的諧波減速器約占15%，還有住友重工(SUMITOMO，未查到比例)。諧波減速機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，僅有三個(gè)基本零部件，加上哈默納科的專利早已到期，國(guó)產(chǎn)諧波減速機(jī)跟國(guó)外相比差距不算大。無(wú)錫綠的的諧波減速機(jī)已經(jīng)在國(guó)產(chǎn)機(jī)器人上面有廣泛應(yīng)用。RV減速機(jī)核心難點(diǎn)在于基礎(chǔ)工業(yè)和工藝。RV減速機(jī)是純機(jī)械的精密部件，材料、熱處理工藝和高精度加工機(jī)床缺一不可。我國(guó)在這幾個(gè)方面長(zhǎng)期落后，并非單靠某個(gè)企業(yè)所能解決。要將200多個(gè)零部件組合在一起，精度要求苛刻，零部件之間的公差匹配需要多年經(jīng)驗(yàn)積累。我國(guó)對(duì)工業(yè)機(jī)器人用精密減速器的研究相比國(guó)外較晚，技術(shù)不成熟，與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)存在較大差距，形成了精密減速器不能自給自足的局面，嚴(yán)重依賴進(jìn)口。這嚴(yán)重制約了我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展，特別是在我國(guó)工業(yè)機(jī)器人逐漸產(chǎn)業(yè)化時(shí)期，工業(yè)機(jī)器人精密減速器的關(guān)鍵技術(shù)突破顯得更加迫切。
伺服電機(jī)
伺服電機(jī)是工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)，一般安裝在機(jī)器人的“關(guān)節(jié)”處，是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的“心臟”。行走機(jī)器人伺服電機(jī)只是該公司產(chǎn)品“家族”中的一員。2015年約有75%的精密減速器由日本進(jìn)口，主要供應(yīng)商是哈默納科、納博特斯克和住友公司等;伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)超過(guò)80%依賴進(jìn)口，主要來(lái)自日本、歐美。以伺服電機(jī)為例，實(shí)際上國(guó)內(nèi)也是能夠生產(chǎn)的，但是徐方告訴《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者：“機(jī)器人用的伺服電機(jī)和其他設(shè)備的伺服電機(jī)也有所不同，機(jī)器人上需要高速、高精度、高可靠的伺服電機(jī)，目前國(guó)產(chǎn)的伺服電機(jī)只能滿足焊接機(jī)器人的要求。”我國(guó)伺服系統(tǒng)自主配套能力已現(xiàn)雛形。較大規(guī)模的伺服品牌有20余家。國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品功率范圍多在22KW以內(nèi)，技術(shù)路線上與日系產(chǎn)品接近。從市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，2014年伺服電機(jī)在所有應(yīng)用行業(yè)規(guī)模68億人民幣，增速為8.3%;其中機(jī)器人增速高達(dá)50%，迅速成長(zhǎng)為伺服系統(tǒng)應(yīng)用中排名第六的行業(yè)，以4.2億的業(yè)績(jī)，占市場(chǎng)份額6.2%。成長(zhǎng)空間上，伺服電機(jī)整體上受宏觀經(jīng)濟(jì)影響明顯，未來(lái)5年將進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展。4軸和6軸的多關(guān)節(jié)機(jī)器人占比上升，將帶來(lái)機(jī)器人用伺服的高速增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)十三五規(guī)劃期內(nèi)，機(jī)器人伺服系統(tǒng)占比將升至第一位，市場(chǎng)規(guī)模16億元?？刂破骱退欧到y(tǒng)關(guān)聯(lián)緊密，用戶選擇的排序分別是可靠穩(wěn)定性、價(jià)格、服務(wù)，從服務(wù)和性價(jià)比入手是國(guó)內(nèi)企業(yè)突破的方向。但這需要對(duì)運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域長(zhǎng)期深入的研究，大量資金投入和長(zhǎng)時(shí)間的市場(chǎng)驗(yàn)證，對(duì)技術(shù)、資金、人才要求都較高，國(guó)內(nèi)上市公司如新松、新時(shí)達(dá)、匯川技術(shù)、廣州數(shù)控、埃斯頓等具備類似的條件。
控制器
在機(jī)器人本體中控制器成本占比僅為10-15%，但控制器卻有機(jī)器人“大腦”之稱，對(duì)于機(jī)器人性能影響很大，而中國(guó)機(jī)器人行業(yè)原本比國(guó)外起步晚且散亂差，本體企業(yè)多半缺少自主研發(fā)，模仿的不在少數(shù)。進(jìn)入研發(fā)難度較低的控制器行業(yè)，成了中國(guó)企業(yè)與國(guó)外核心部件企業(yè)一爭(zhēng)雄雌的首要通道。控制器國(guó)內(nèi)外差距最小?？刂破靼ㄓ布蛙浖刹糠郑河布褪枪I(yè)控制板卡，包括一些主控單元、信號(hào)處理部分等電路，國(guó)產(chǎn)品牌已經(jīng)掌握;軟件部分主要是控制算法、二次開(kāi)發(fā)等，國(guó)產(chǎn)品牌在穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、易用性等還有差距。
控制器的問(wèn)題在于，由于其“神經(jīng)中樞”的地位和門(mén)檻相對(duì)較低，成熟機(jī)器人廠商一般自行開(kāi)發(fā)控制器，以保證穩(wěn)定性和維護(hù)技術(shù)體系。因此控制器的市場(chǎng)份額基本跟機(jī)器人本體一致。國(guó)際上也有KEBA、倍福、貝加萊這樣提供控制器底層平臺(tái)的廠商。因此在當(dāng)前環(huán)境下國(guó)內(nèi)專業(yè)研發(fā)控制器的企業(yè)會(huì)比較艱難。
控制器的機(jī)會(huì)在于標(biāo)準(zhǔn)化和開(kāi)放性。現(xiàn)有的機(jī)器人控制器封閉構(gòu)造，帶來(lái)開(kāi)放性差、軟件獨(dú)立性差、容錯(cuò)性差、擴(kuò)展性差、缺乏網(wǎng)絡(luò)功能等缺點(diǎn)，已不能適應(yīng)智能化和柔性化要求。開(kāi)發(fā)模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)器人控制器，各個(gè)層次對(duì)用戶開(kāi)放是機(jī)器人控制器的一個(gè)發(fā)展方向。我國(guó)863計(jì)劃也已經(jīng)立項(xiàng)。機(jī)器人接口統(tǒng)一是大趨勢(shì)，未來(lái)可能會(huì)出現(xiàn)提供控制器模塊的平臺(tái)型企業(yè)。
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