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国内机 器人减速器的市场现状及差距分析

浏览次数: 日期:2018-07-09

【中国智能制造网 市场分析】作为工 业机器人必不可少零部之一,在全球范围内,机器人 行业应用的精密减速机可分为 RV 减速机、谐波减速机和 SPINEA 减速机,三者的 市场销售数量占比约为 40%、40%、20%。


减速器 在国内的潜在市场规模
 
  据行业 专家及协会资料调研,在全球范围内,机器人 行业应用的精密减速机可分为 RV 减速机、谐波减速机和 SPINEA 减速机,三者的 市场销售数量占比约为 40%、40%、20%。 其中,RV减速器 和谐波减速器是工业机器人最主流的精密减速器。
 
  RV减速器:传动比大、传动效率高、运动精度高、回差小、低振动、刚性大 和高可靠性等特点。在关节型机器人中,一般将RV减速器放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置。
 
  谐波减速器:传动比大、外形轮廓小、零件数 目少且传动效率高。在关节型机器人中,谐波减 速器一般放置在小臂、腕部或手部。
 
  据估计,到2020年中国每年需要消耗190000台机器人,到2020年实现 机器人国产市场份额达50%(95000 台),2025年实现 机器人国产市场份额超70%。在未来五年,这将为 中国制造商提供超过740亿美元 的机器人及相关服务潜在市场。随着我 国工业机器人应用市场的快速发展,工业机 器人用减速器市场需求规模也随之增长。一般情况下,一台工 业机器人需要的减速器个数为4-6台。随着未 来工业机器人的发展,中投顾 问产业研究中心预测到2020年我国 工业机器人减速器市场规模将超过40亿元,未来五 年复合增长率约为30%。
 
  据行业人士介绍,一台精 密减速器四大国际巨头采购价为3万元~5万元,卖给国 内关系好的客户约7万元,关系一 般的普通客户约12万元,内资企 业采购精密减速器的成本比国际巨头贵一倍还多,可见其 间的利润差别有多大。

 

减速器 在国内的市场现状
 
  长期以来,机器人 用精密减速器技术一直由美国、德国、日本、捷克等国家掌控,其中世界75%的精密 减速器市场被日本的哈默纳科和纳博特斯克占领,纳博特斯克生产RV减速器,约占60%的份额,哈默纳 科生产谐波减速器,约占15%的份额。
 
  从成本上来说,目前全 球机器人产业的成本构成,35%左右是减速器,20%左右是伺服电机,15%左右是控制系统,机械加 工本体可能只占15%左右,其他的 部分主要就是应用。可以看出,减速器 是制约机器人产业发展的关键因素。目前中 国机器人的核心技术上还缺乏整体的突破。导致我 国高端装备制造领域机器人产业发展缓慢,只能依靠进口RV减速器。
 
  关键部 件进口比例较高,就会导 致国内制造机器人成本高。特别是减速机,国内企 业购买减速机的价格是国外企业的价格的将近数倍。这样国 产机器人难以形成价格优势,只有年产量上500-1000台,才有一定的规模效应。因此,中国如 果想要形成机器人产业化, 摆脱国 外机器人企业的掣肘,在机器 人领域赢得自主,必须要 将减速器国产化加速提上日程。
 
  目前减 速器发展还存在产能扩大的瓶颈,涉及收费口、管理、技术等问题,日本的 减速器出现供货周期延后的现象,最长的 供货周期已经达到6个月以上,日本纳 博特斯克的供货周期已从原来的2-3个月延长到现在的4-6个月,国产减 速器产能不能在很短时间内实现成倍增长,无法满 足不断扩大的市场需求。所以扩 产不仅 是国产减速器面临的问题,也是日 本减速器面临的问题之一。
 
  国内RV减速器的差距
 
  RV减速器的技术差距
 
  RV减速器 需要的技术是很高的.其核心 难点在各项工艺的密切配合。
 
  齿面热处理,这是输入条件,粗加工 精度下的应力残留,在热处 理的时候表面的刚度强度要一致;
 
  加工精度,热处理表面外硬内软,加工去除量不同,造成露 出部分的性能的方差是关键;
 
  零件对称性,不同零 件在不同角度下要一致;
 
  成组技术:如何进行相互配合;
 
  装配精度:如此高精密的装配;
 
  以上公 差总的分配带来的结果是磨损和寿命.
 
  动力方面
 
  仿真难点:在建模 完成动力学的多体动力学仿真之后,才可能 知道各阶振动的情况;
 
  非线性特征,造成差异巨大,一旦存 在共振点在工作点附近,则受影响;
 
  与系统集成发生耦合,集成后 的机器人的运行点(额定转速)作为激振频率,会造成部件损毁,系统运 行的范围往往是连续调速,6轴机器人总有1个轴可能会再额定点20%附近,除非经 过良好的设计和实施;
 
  产品参数波动大,如此精密配合的系统,游隙/过盈配 合只要偏差一点点,则接触刚度/啮合刚度都会差几倍,刚度矩 阵的巨大变化造成了固有频率的波动。

 

寿命优化和迭代方面
 
  一个稳 定的车和一个振动的车,寿命可能差很多倍,想想也 知道寿命去哪里了;
 
  有些材料的事情,不经历 真实环境全生命周期测试是发现不了问题的。所以,必须要 有一轮出现问题,然后再 迭代设计的过程。
 
  目前机 器人面临的问题看似是60%价格做不出来东西,90%价格做出来30%寿命的东西,其实寿 命本身就是机械行业的水平的标志。
 
  RV减速器 行业存在着管理问题
 
  国产减 速器一直以来参考的对象都是横向的国外进口减速器某型号,从没听 说过某减速器专门为某国产机器人深度定制,一个工业机器人,并不是 只有减速器就足够了,更重要 的是和伺服系统、运动控 制系统的结合才能达到高精度和高稳定性,各家的技术都不一样,没听过 国外的某两家机器人说自己的减速器和别家可以通用。国产减 速器参考对象是怎样性能更逼近国外品牌,而不是 怎样更适合国产机器人。一旦方向错了,那么后 续使用就需要机器人厂商与国产减速器厂商不断协调、磨合、再协调、再磨合,对于研发工程师来说,研发周 期也确实给不了他这么长时间。所以在 管理减速器研发、生产方面,应该有一个行业标准,研发出 属于中国机器人自己使用的减速器。
 
  目前,工业机 器人使用的大多数RV减速器来自日本品牌,其次是韩国和捷克。全世界 由国际机器人制造公司如ABB、Fanuc和Kuka使用的精密减速器中,有近75%为日本公司制造。
 
  减速器在国内、外的知名企业
 
  RV减速器
 
  纳博特斯克
 
  纳博特 斯克由帝人精机株式会社和纳博克株式会社2003年合并而来,是全球 最大的精密摆线针轮减速机制造商,自1986年由垂 井工厂开始投入量产以来,截至2017年年底 已累计生产精密RV减速器超700万台。
 
  住友重机械减速机(中国)有限公司
 
  住友重 机投放在中国市场的机器人用减速器主要是UV系列减速机(即市面RV减速机),UV系列从2014年开始进入中国,产品在日本生产,并在中国上海、广州设有组装基地。
 
  南通振 康焊接机电有限公司
 
  南通振 康是国内较早涉足机器人用RV减速器的厂商,技术团 队依托于西安微电机研究所资源研发。南通振康目前有“ZKRV”品牌减速器RV-E、RV-C、RD三个系列共10种规格,具备年产3万台的生产能力。
 
  秦川机 床工具集团股份公司
 
  秦川机 床主营业务有机床(齿轮磨床和螺纹磨床)、减速机(机器人用)、各类型齿轮等。机器人部门人数200多人,生产员工150人,研发占人员占比 20%。在北京、上海、重庆、西安、广州设有分公司。
 
  上海力 克精密机械有限公司
 
  力克精密成立于1998年,系专业制造齿轮厂商,于2013年研发RV减速器,2015年正式推出LKRV-E、LKRV-C、LKRV-N、LKRV-S共4大系列 精密控制减速器产品,与国内 大部分本体厂家如埃斯顿和广州启帆合作,并可向厂商供货试用。力克精密的RV减速器型号齐全,系作为 国内唯一一家可以实现替代日本全系列减速器的企业。
 
  浙江恒 丰泰减速机制造有限公司
 
  恒丰泰在2006年开始研制第一台CORT活齿技术精密减速机,2013年研制出7种型号CORT精密减速器系列样机。截至目前已开发出3大系列CORT、HORT(RV)、KORT型号减速器20多种规格减速器,基本满足5-500kg工业机 器人的使用要求。恒丰泰的RV减速器已被埃夫特、博实自 动化等机器人厂商部分采用。
 
  谐波减速器
 
  哈默纳科
 
  哈默纳科成立于1970年,拥有40多年谐 波传动研究经验,是全球 最大的谐波减速器生产商,和纳博 特斯克并称为机器人精密减速器的两大巨头。2011年1月投资 成立全资子公司哈默纳科(上海)商贸有限公司。
 
  苏州绿 的谐波传动科技有限公司
 
  苏州绿的成立于2011年,公司拥有研发人员30余名,在谐波 传动领域已拥有多项国家专利,是《机器人 用谐波齿轮减速器》国家标 准的主要编制起草方。苏州绿 的标准减速器产品有6大系列,共100多个型号。
 
  日本电产新宝(浙江)有限公司
 
  新宝成立于2003年,主要产品有减速器(谐波及RV)、冲床、计测器等。新宝减速器在2015年进入中国市场,2017年其中 国市场月均出货量近3000台,RV减速器出货量较少。减速器 产品生产主要在日本,国内尚无生产基地。
 
  浙江来 福谐波传动股份有限公司
 
  来福谐 波是一家从事高精密谐波减速器的专业化公司,拥有自主研发中心,在谐波传动领域,拥有多项技术专利。来福谐波δ齿形谐 波减速机具有噪音小、精度高、运转平稳性好等特点,在机器 人领域得到广泛应用。
 
  北京中 技克美谐波传动有限责任公司
 
  中技克 美从事谐波传动减速器的研发、生产与销售,于2017年7月挂牌新三板上市,成为第 一家登陆资本市场的谐波减速器企业。中技克美有近10个标准 系列谐波减速器产品,包括XB1/2/3/6、XBF、XBFF、XBS、XBD、XBHS等,产能近2万台。

 

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