減速機(jī)作為工業(yè)機(jī)器人三大核心零部件之一,其技術(shù)含量尤其之高。減速機(jī)依賴進(jìn)口嚴(yán)重制約著國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。國內(nèi)機(jī)器人企業(yè)能否彎道超車,一個重要的原因就是減速機(jī)能否早日實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。
減速機(jī)在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)中扮演著何種角色?
精密減速器可以保證工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)中能夠可靠地完成工序任務(wù),在重復(fù)執(zhí)行相同的動作時能保證工藝質(zhì)量。因此,定位精度和重復(fù)定位精度是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)考察的一個關(guān)鍵因素。
另外,精密減速器的存在保證了電機(jī)在一個合適的速度下運(yùn)轉(zhuǎn),并精確地將轉(zhuǎn)速降到工業(yè)機(jī)器人各部位需要的速度,提高機(jī)械體剛性的同時輸出更大的力矩。
為什么國內(nèi)減速機(jī)都要進(jìn)口?
一是技術(shù)問題。RV減速機(jī),作為一種小體積,大傳動比,零背隙,超高傳動/體積比的減速機(jī),是精密機(jī)械工業(yè)的一個巔峰之作,減速機(jī)里面完全是由高精度的元件,齒輪相互嚙合,對材料科學(xué),精密加工裝備,加工精度,裝配技術(shù),高精度檢測技術(shù)提出了極高的要求。我們現(xiàn)在所能做的只是從購買產(chǎn)品里面拆開分解分析,進(jìn)行反向工程,完全知其然而不知其所以然。
筆者也曾經(jīng)試用過國產(chǎn)的知名某品牌的RV減速機(jī),應(yīng)該說確實(shí)能用,但是其噪聲和發(fā)熱量明顯高于進(jìn)口品牌納博特斯克的減速機(jī),搞機(jī)械的都知道,發(fā)生噪聲和發(fā)熱都意味著其中的一些齒輪嚙合不良,有超額摩擦磨損,有內(nèi)部應(yīng)力,機(jī)械不是在一種正常的工況下進(jìn)行工作,這樣的機(jī)械壽命不會很長。后來他們幾番改進(jìn),降低了不少,但還是達(dá)不到Nab的水平,不同于電氣產(chǎn)品,機(jī)械元件的失效和損壞不是立竿見影的,而是一個有時間的過程,哪怕現(xiàn)在能用。誰也不能保證,3個月半年一年之后,是不是會因?yàn)槟p報廢,那時候進(jìn)行對成千上萬的產(chǎn)品召回或者維修的成本就大得嚇人了,所以確實(shí)不敢用。
二是成本。加工制造減速機(jī)的設(shè)備都非常昂貴,比如美蓋勒平面磨床,內(nèi)孔端面外圓一道磨,精度0.5μ重復(fù)定位0.3μ,據(jù)說加工達(dá)到1μ,有砂輪庫。折合人民幣價值就接近千萬元了。在沒有足夠的產(chǎn)量支撐下,他的設(shè)備攤銷成本就高得嚇人。但其實(shí)不光是美蓋勒的磨床。生產(chǎn)減速機(jī)的所有設(shè)備,所有管理人員都要參在一個非常小的批量上進(jìn)行設(shè)備攤銷,成本下不來。而形成對比的是納博特斯克一家,就幾乎壟斷了全球的大負(fù)載大傳動比機(jī)器人用減速機(jī)的供應(yīng)。
成本比國外競爭對手高性能卻比性的對手差,銷量當(dāng)然高不了,然后也不可能實(shí)現(xiàn)規(guī)模效應(yīng),實(shí)現(xiàn)盈利,而沒有盈利,沒有批量就沒有足夠的資源進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)探索研發(fā),沒有足夠的銷售批量就沒有辦法形成質(zhì)量控制,也沒有辦法改進(jìn)技術(shù)和性能。
減速機(jī)國產(chǎn)化迫在眉睫
機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上大體分為上游關(guān)鍵零部件、中游整機(jī)系統(tǒng)集成和下游應(yīng)用。而在所有核心零部件中,減速器最為關(guān)鍵。因此,對中國機(jī)器人機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言,精密減速器國產(chǎn)化已經(jīng)迫在眉睫,是未來發(fā)展戰(zhàn)略中的大課題。
當(dāng)前,我國的工業(yè)機(jī)器人三大核心零部件控制器、伺服電機(jī)、減速器是制約中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的主要瓶頸,占到機(jī)器人成本的70%。精密減速機(jī)占工業(yè)機(jī)器人成本的35%,但全球市場基本被日本的納博特斯克和哈默納科所壟斷,現(xiàn)階段尚處于普及期的國產(chǎn)減速機(jī)無法實(shí)現(xiàn)全面進(jìn)口替代。進(jìn)口所帶來的就是巨大的成本差價。
例如目前一臺165kg焊接機(jī)器人成本國內(nèi)約為29.9萬元,而國外大約為16.86萬元,10萬元的成本差距讓人咋舌。
因此在國家《中國制造2025》規(guī)劃當(dāng)中,政府重點(diǎn)指出了要將“突破機(jī)器人減速機(jī)等關(guān)鍵零部件的技術(shù)瓶頸”作為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。目前我國減速機(jī)行業(yè)還是一片藍(lán)海。據(jù)業(yè)內(nèi)人士預(yù)測,全球范圍內(nèi)機(jī)器人將會越來越普及,僅服務(wù)機(jī)器人的市場規(guī)模將會在2020年達(dá)到近200億美元,再加上日益走入各大工廠的工業(yè)機(jī)器人,對于減速機(jī)行業(yè)來說,未來的前景十分看好。