國外精密減速機市場發展概況
國外的減速器，以德國、丹麥和日本處于領先地位，特別在材料和制造工藝方面占據優勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。日本住友重工研制的FA型高精度減速器，美國Alan-Newton公司研制的X-Y式減速器，在傳動原理和結構上與本項目類似或相近，都為目前先進的齒輪減速器。目前,減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機械效率以及使用壽命長的方向發展。因此，除了不斷改進材料品質、提高工藝水平外，還在傳動原理和傳動結構上深入探討和創新，平動齒輪傳動原理的出現就是一例。減速器與電動機的連體結構，也是大力開拓的形式，并已生產多種結構形式和多種功率型號的產品。目前，超小型的減速器的研究成果尚不明顯。在醫療、生物工程、機器人等領域中，微型發動機已基本研制成功，美國和荷蘭近期研制的分子發動機的尺寸在納米級范圍，如能輔以納米級的減速器，則應用前景遠大。
國外在先進減速機的設計生產上已經十分成熟，一些知名生產商已經擁有一百余年的減速機生產經驗，市場份額也十分可觀。比如西門子公司旗下FLENDER減速機是目前業內最大減速機供應商，在產品結構設計、制造方面具有很高的造詣。 國外減速機在食品、電力、建筑、礦業、水利等諸多行業都有著廣泛的應用，其制造生產標準相比國內也更高，我國的硬齒面減速機標準也來源于西門子公司的生產標準。國內減速機的發展歷史也有近40年，生產廠家數目眾多，形式也多樣，目前，國內各類通用減速器的標準系列已達數百個，基本可滿足各行業對通用減速器的需求。但是與國外相比我國減速機水平仍然有較大差距，同國外外減速器行業存在的比較突出的問題是，行業整體新產品開發能力弱、工藝創新及管理水平低。
工業機器人減速機生產企業主要是日本公司，納博特斯克、哈默納科、住友是其中的主要代表公司，現在納博特斯克公司由帝人制機株式會社和納博克株式會社于2003 年合并組成。納博特斯克和哈默納科兩家公司占據工業機器人七成以上的減速機市場，納博特斯克優勢產品是RV 減速機，哈默納科的優勢產品是諧波減速機。其中日本納博是一家從事尖端核心部件的跨國企業，主要從事靜液壓驅動裝置、液壓裝置、減速裝置及其部件的研發、制造。自1985 年發明至今，日本納博的精密減速機累計已向全球銷售400 萬臺，2014年銷售額達442 億日元（約合人民幣30 億），營業利潤達80 億日元（約合人民幣6 億）。日本納博精密減速機扭矩大且精度高，高剛性且抗震性強，尤其產品質量保障期超長（根據不同應用領域環境從50 年-100 年），成為全球汽車工業機器人制造商的獨家選擇。20 多年來，日本納博精密減速機全球市場占有率穩居60%，持續保持世界第一。其次是韓國的減速機，韓國減速機一直以來用于軍用，前些年在工業機器人市場很少推廣，近兩年開始大力在工業機器人推廣，以SEJINIGB、韓中減速機等為例。
我國機器人用減速機產業發展環境分析
減速機在我國的發展已有近40年的歷史，廣泛應用于國民經濟及國防工業的各個領域。產品已從最初單一的擺線減速機，發展到現在五大類產品，即擺線減速機、無級變速器、齒輪減速機、蝸輪蝸桿減速機、電動滾筒。據初步統計，減速機用量比較大的行業主要有：電力機械、冶金機械、環保機械、電子電器、筑路機械、化工機械、食品機械、輕工機械、礦山機械、輸送機械、建筑機械、建材機械、水泥機械、橡膠機械、水利機械、石油機械等，這些行業使用減速機產品的數量已占全國各行業使用減速機總數的60%～70%。
機器人產業是未來十年國內成長性最快的行業，作為國家新興戰略產業之一，機器人技術體現著國家科技的綜合實力。攻克機器人核心零部件技術是國內機器人企業產業化的必然選擇。
精密減速器是工業機器人可靠、精確運行不可或缺的零部件與通用減速器相比，機器人關節減速器要求具有傳動鏈短、體積小、功率大、質量輕和易于控制等特點。大量應用在關節型機器人上的減速器主要有兩類：RV 減速器和諧波減速器。精密減速器使機器人伺服電機在一個合適的速度下運轉，并精確地將轉速降到工業機器人各部位需要的速度，提高機械體剛性的同時輸出更大的力矩。一般將RV 減速器放置在機座、大臂、肩部等重負載的位置；而將諧波減速器放置在小臂、腕部或手部。
當前中國工業機器人用減速機技術發展現況與技術成熟度分析
1.RV減速機
RV減速機工作原理 RV傳動是在擺線針輪傳動基礎上發展起來的一種新型傳動。 RV減速機是由漸開線圓柱齒輪行星減速機構和擺線針輪星減速機構二部分構成。 漸開線形行星齒輪與曲柄連成一體，作為擺線針輪傳動部分的輸入。 曲柄軸帶動擺線輪作偏心運動。 曲柄軸向順時針方向旋轉1周，擺線輪將沿逆時針方向移動1個齒 RV減速機的核心部件為針齒殼、曲柄軸、擺線輪。
RV減速機在國際上僅有極少數國家能生產，“十二五”時期，國家“863”計劃將其列入重點攻克的技術瓶頸。國內頂尖大學和科研機構幾年攻關也只有論文，沒有實物。近兩年隨著工業機器人的發展有部分企業開始投資研發國產RV減速機，目前大多數處在技術研發和公關階段。
RV減速器的技術難點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，并保證預期的工作壽命，因而在設計上使用了過定位結構，這使得零件加工精度要求極高，加工十分困難，機器人其規模化生產的重要制約則在于加工設備和加工工藝。國產RV減速機在額定扭矩和傳動效率等方面與國外產品差距較小，但在扭轉剛度、傳動精度等穩定性和精度指標方面差距還比較明顯，由于材料和工藝水平差距，耐疲勞強度方面差距也比較明顯。預計國產減速機在未來一段時間主要發展方向在于技術突破和完善，市場方面，首先進入中低端工業機器人市場，在2016 年以后才可能進入汽車生產線焊接機器人等高端產品，但減速機的國產化會大幅降低國產工業機器人成本。
國產RV減速機目前在材料，工藝，配合，精度，耐磨性，材料，熱處理，軸承等方面需要改進。
圖1、國產RV減速機與國外產品主要差距示意圖
圖2、某國產RV減速機效率情況
2.諧波減速機
諧波減速機是機器人實現運動功能的核心部件，是輕型工業機器人和機械臂可靠、精確運行不可或缺的部件，它可以使機器人的伺服電機在一個合適的速度下運轉，并精確地將轉速降低到機器人各部位需要的速度，在提高機械本體剛性的同時可輸出更大的扭矩。諧波傳動的構成：僅三個基本零部件， 波發生器，由外周嵌有薄壁滾珠軸承的橢圓形凸輪組成。軸承內圈固定在凸輪上，外圈通過滾珠實現彈性變形。通常安裝在輸入軸上。 柔輪，具有薄壁結構的金屬彈性體部件。開口部外周加工有齒輪。通常安裝在輸出軸上。剛輪剛體環狀部件。內周加工有齒輪，比柔輪多兩個輪齒。通常固定在外殼上。
國產諧波減速機與國外減速機在技術等方面已經幾乎沒多大差距，甚至在某些方面超過國外諧波減速機性能。
國內主要代表企業投資減速機發展情況
