文/新戰(zhàn)略機器人全媒體記者 葉兮
減速器、伺服電機、伺服驅(qū)動器、控制器作為機器人的四大關(guān)鍵零部件，是機器人成本的主要組成部分。要想推動我國工業(yè)機器人本體的突破性發(fā)展，必須在這四個核心零部件上面有關(guān)鍵性的提升。然而，由于國內(nèi)自動化升級起步較晚，這些關(guān)鍵零部件長期以來依賴進口。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，四大關(guān)鍵零部件中，RV減速器國產(chǎn)化進程最為緩慢，國內(nèi)外價差高達數(shù)倍，這直接導致國內(nèi)組裝的機械手沒有市場競爭力，亦阻礙了機器人國產(chǎn)化進程。
主要設(shè)備 | 特性 | 技術(shù)難度 | 代表性企業(yè) | |
穩(wěn)定性、開放性、響應(yīng)速度 | 難度較大，控制器難點是軌跡規(guī)劃、振動抑制等控制算法 | KEBA、BAR、固高、新松、廣數(shù)、埃斯頓、ABB、KUKA、卡諾普、眾為興、新時達、華中數(shù)控、匯川 | ||
伺服驅(qū)動 | 動態(tài)快速響應(yīng)、變負載的穩(wěn)定性 | 伺服電機本身設(shè)計難度不大，更多難點在材料和加工工藝上，由于高動態(tài)性能和變負載等特點，伺服驅(qū)動器控制技術(shù)較難 | 三洋、伺創(chuàng)、清能德創(chuàng)、翡葉、多摩川、匯川、埃斯頓、新時達、臺達、安川、松下、菲仕、英威騰、、廣州數(shù)控、倫茨、博世力士樂、貝加萊 | |
減速機 | RV減速機 | 剛度及回轉(zhuǎn)精度高，耐高負載，置于基座、大臂等位置重量大 | 難度大，典型的精密傳動機械，對材料、加工裝配工藝要求高，尤其是規(guī)模化生產(chǎn)時 | 納博特斯克、南通振康、上海機電、雙環(huán)傳動、恒豐泰、秦川、巨輪股份、Spinea、SEJINIGB、 韓中、山東帥克、武漢精華 |
諧波減速機 | 置于機器人腕部、手臂等位置，傳動精度高、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕 | 綠的、哈默納科、浙江來福、中技克美 | ||
表：三大核心零部件技術(shù)特性、難度及國內(nèi)外代表性企業(yè)
減速器:價格與性能兩重攔路虎
對于我國的工業(yè)機器人本體而言，減速機至關(guān)重要，無論是RV減速機還是諧波減速機，都存在著國外品牌占據(jù)話語權(quán)，不僅在性能上遠超國內(nèi)企業(yè)，而且價格也比在本國銷售的高出一兩倍。
目前，日本的減速機全球領(lǐng)先。Nabtesco的產(chǎn)品全球市場占有率大約為90%，每年銷售額大約5-6億美元。另一家是日本Harmonic Drive System，每年銷售額大約5500-6500萬美元。
為了打破國外企業(yè)的壟斷，國內(nèi)的減速機廠商也在不斷努力，但目前精密減速機主要在精度和穩(wěn)定度方面存在差距，而這種差距也非一朝一夕能夠追趕的，因此這塊硬傷需要長時間來修復。
國內(nèi)機器人本體主要采購國外的減速機。然而，他們的價格卻居高不下。
業(yè)內(nèi)人士指出，RV減速器賣給我國企業(yè)的價格高有兩個原因，從感性層面而言，外資企業(yè)同樣也會支持其本土民族工業(yè)；從理性上說，外資品牌機器人企業(yè)應(yīng)用減速器的需求量遠遠大于我國機器人廠商的需求量，賣給外資品牌機器人企業(yè)屬于批發(fā)，賣給中國機器人企業(yè)相當于零售，批發(fā)和零售的價格不一樣也正常。
上海納博董事/副總經(jīng)理楊軍表示，納博特斯克的RV減速機價格除與銷售數(shù)量有關(guān)外，還受著進口關(guān)稅，增值稅差異和渠道成本等多重導致銷售成本上升因素的影響。他也表示目前價差在1.5-2倍左右。
伺服電機：國產(chǎn)化進程緩慢
目前，國外品牌占據(jù)了中國伺服電機市場近75%的市場份額，品牌市場主要來自日本和歐美。其中，日系產(chǎn)品以約45%的市場份額居首，其著名品牌包括松下、三菱電機、安川、三洋、富士等，其產(chǎn)品特點是技術(shù)和性能水平比較符合中國用戶的需求，以良好的性價比和較高的可靠性獲得了穩(wěn)定且持續(xù)的客戶源，在中小型OEM市場上尤其具有壟斷優(yōu)勢。
雖然國產(chǎn)伺服系統(tǒng)在市場上的比重比較低，但近幾年國產(chǎn)品牌伺服系統(tǒng)的發(fā)展也很迅速，獲得了一定的市場認可。同時還有一大批相關(guān)企業(yè)也進入到了伺服系統(tǒng)行業(yè)。國產(chǎn)伺服系統(tǒng)在技術(shù)與性能上與國外品牌有較大的差距，并且產(chǎn)品質(zhì)量與穩(wěn)定性也不能同國外品牌同日而語，但國產(chǎn)伺服系統(tǒng)廠商為中小型制造加工企業(yè)提供了價格低廉的伺服產(chǎn)品與快捷迅速的售后服務(wù)，很好的滿足了經(jīng)濟型企業(yè)用戶的需求。
目前國內(nèi)伺服電機市場還處在較低級的階段，對性能和功能的充分利用沒有擺在重要位置。從長遠來看，伺服廠商的關(guān)鍵成功因素應(yīng)該是產(chǎn)品的性價比、可靠性、技術(shù)含量、以及市場份額和品牌影響力。展望未來，隨著伺服價格的不斷下降、伺服市場接受度不斷上升，中低端市場有非常大的增長空間，因此本土廠商仍將有很大作為；同時臺灣、日本廠商也將在整個市場的擴大中獲益，歐美品牌的市場占有率將逐漸下降，但仍將保持很高的毛利水平。
控制器：差距不斷縮小
工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是控制機器人在工作空間中的運動位置、姿態(tài)和軌跡，操作順序及動作的時間等。它同時具有編程簡單、軟件菜單操作、友好的人機交互界面、在線操作提示和使用方便等特點。
目前，我國的機器人控制器與本體一樣，一般由機器人廠家自主設(shè)計研發(fā)。目前國外主流機器人廠商的控制器均為在通用的多軸運動控制器平臺基礎(chǔ)上進行自主研發(fā)，各品牌機器人均有自己的控制系統(tǒng)與之匹配。因此，控制器的市場份額基本和機器人保持一致，國內(nèi)企業(yè)控制器尚未形成市場競爭優(yōu)勢。
相較于減速機和伺服電機，控制系統(tǒng)的國產(chǎn)化水平相對來說較高。國內(nèi)機器人控制器所采用的硬件平臺和國外產(chǎn)品相比并沒有太大差距，現(xiàn)有差距主要體現(xiàn)在控制算法和二次開發(fā)平臺的易用性方面。隨著技術(shù)和應(yīng)用經(jīng)驗的積累，國內(nèi)企業(yè)機器人控制器產(chǎn)品已經(jīng)較為成熟，是機器人產(chǎn)品中與國外產(chǎn)品差距最小的關(guān)鍵零部件。
但目前市場上國產(chǎn)控制器仍然以外企主導，并且國內(nèi)的控制器企業(yè)之間的競爭十分激烈。
未來幾年中國國產(chǎn)機器人將得到快速發(fā)展，國產(chǎn)機器人控制器應(yīng)用市場面臨較好的發(fā)展契機，尤其是在運動控制領(lǐng)域深耕多年的企業(yè)。控制器的技術(shù)也將有新的發(fā)展趨勢。未來控制系統(tǒng)器件集成度將提高，控制柜越來越小巧。傳感器作用日益突出，裝配、焊接機器人采用位置、速度、加速度、力覺等傳感器，遙控機器人則采用視覺、聲音、力覺、觸覺等多傳感器融合技術(shù)進行環(huán)境建模及決策控制。
