減速器在國內的潛在市場規模
據行業專家及協會資料調研,在全球范圍內,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占比約為 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臺機器人,到2020年實現機器人國產市場份額達50%(95000 臺),2025年實現機器人國產市場份額超70%。在未來五年,這將為中國制造商提供超過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,一臺工業機器人需要的減速器個數為4-6臺。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,一臺精密減速器四大國際巨頭采購價為3萬元~5萬元,賣給國內關系好的客戶約7萬元,關系一般的普通客戶約12萬元,內資企業采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占領,納博特斯克生產RV減速器,約占60%的份額,哈默納科生產諧波減速器,約占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占15%左右,其他的部分主要就是應用??梢钥闯觯瑴p速器是制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。導致我國高端裝備制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,就會導致國內制造機器人成本高。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臺,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周期延后的現象,最長的供貨周期已經達到6個月以上,日本納博特斯克的供貨周期已從原來的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后,才可能知道各階振動的情況;
非線性特征,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,集成后的機器人的運行點(額定轉速)作為激振頻率,會造成部件損毀,系統運行的范圍往往是連續調速,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,游隙/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里了;
有些材料的事情,不經歷真實環境全生命周期測試是發現不了問題的。所以,必須要有一輪出現問題,然后再迭代設計的過程。
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志。
RV減速器行業存在著管理問題
國產減速器一直以來參考的對象都是橫向的國外進口減速器某型號,從沒聽說過某減速器專門為某國產機器人深度定制,一個工業機器人,并不是只有減速器就足夠了,更重要的是和伺服系統、運動控制系統的結合才能達到高精度和高穩定性,各家的技術都不一樣,沒聽過國外的某兩家機器人說自己的減速器和別家可以通用。國產減速器參考對象是怎樣性能更逼近國外品牌,而不是怎樣更適合國產機器人。一旦方向錯了,那么后續使用就需要機器人廠商與國產減速器廠商不斷協調、磨合、再協調、再磨合,對于研發工程師來說,研發周期也確實給不了他這么長時間。所以在管理減速器研發、生產方面,應該有一個行業標準,研發出屬于中國機器人自己使用的減速器。
目前,工業機器人使用的大多數RV減速器來自日本品牌,其次是韓國和捷克。全世界由國際機器人制造公司如ABB、Fanuc和Kuka使用的精密減速器中,有近75%為日本公司制造。
減速器在國內、外的知名企業
RV減速器
納博特斯克
納博特斯克由帝人精機株式會社和納博克株式會社2003年合并而來,是全球最大的精密擺線針輪減速機制造商,自1986年由垂井工廠開始投入量產以來,截至2017年年底已累計生產精密RV減速器超700萬臺。
住友重機械減速機(中國)有限公司
住友重機投放在中國市場的機器人用減速器主要是UV系列減速機(即市面RV減速機),UV系列從2014年開始進入中國,產品在日本生產,并在中國上海、廣州設有組裝基地。
南通振康焊接機電有限公司
南通振康是國內較早涉足機器人用RV減速器的廠商,技術團隊依托于西安微電機研究所資源研發。南通振康目前有“ZKRV”品牌減速器RV-E、RV-C、RD三個系列共10種規格,具備年產3萬臺的生產能力。
秦川機床工具集團股份公司
秦川機床主營業務有機床(齒輪磨床和螺紋磨床)、減速機(機器人用)、各類型齒輪等。機器人部門人數200多人,生產員工150人,研發占人員占比 20%。在北京、上海、重慶、西安、廣州設有分公司。
上海力克精密機械有限公司
力克精密成立于1998年,系專業制造齒輪廠商,于2013年研發RV減速器,2015年正式推出LKRV-E、LKRV-C、LKRV-N、LKRV-S共4大系列精密控制減速器產品,與國內大部分本體廠家如埃斯頓和廣州啟帆合作,并可向廠商供貨試用。力克精密的RV減速器型號齊全,系作為國內唯一一家可以實現替代日本全系列減速器的企業。
浙江恒豐泰減速機制造有限公司
恒豐泰在2006年開始研制第一臺CORT活齒技術精密減速機,2013年研制出7種型號CORT精密減速器系列樣機。截至目前已開發出3大系列CORT、HORT(RV)、KORT型號減速器20多種規格減速器,基本滿足5-500kg工業機器人的使用要求。恒豐泰的RV減速器已被埃夫特、博實自動化等機器人廠商部分采用。
諧波減速器
哈默納科
哈默納科成立于1970年,擁有40多年諧波傳動研究經驗,是全球最大的諧波減速器生產商,和納博特斯克并稱為機器人精密減速器的兩大巨頭。2011年1月投資成立全資子公司哈默納科(上海)商貿有限公司。
蘇州綠的諧波傳動科技有限公司
蘇州綠的成立于2011年,公司擁有研發人員30余名,在諧波傳動領域已擁有多項國家專利,是《機器人用諧波齒輪減速器》國家標準的主要編制起草方。蘇州綠的標準減速器產品有6大系列,共100多個型號。
日本電產新寶(浙江)有限公司
新寶成立于2003年,主要產品有減速器(諧波及RV)、沖床、計測器等。新寶減速器在2015年進入中國市場,2017年其中國市場月均出貨量近3000臺,RV減速器出貨量較少。減速器產品生產主要在日本,國內尚無生產基地。
浙江來福諧波傳動股份有限公司
來福諧波是一家從事高精密諧波減速器的專業化公司,擁有自主研發中心,在諧波傳動領域,擁有多項技術專利。來福諧波δ齒形諧波減速機具有噪音小、精度高、運轉平穩性好等特點,在機器人領域得到廣泛應用。
北京中技克美諧波傳動有限責任公司
中技克美從事諧波傳動減速器的研發、生產與銷售,于2017年7月掛牌新三板上市,成為第一家登陸資本市場的諧波減速器企業。中技克美有近10個標準系列諧波減速器產品,包括XB1/2/3/6、XBF、XBFF、XBS、XBD、XBHS等,產能近2萬臺。文章來源:西西 智匠網
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原文標題:國內機器人減速器的市場現狀及差距分析
文章出處:【微信號:industrial_robot,微信公眾號:國聯視訊工業機器人信息服務】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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