国产机器人突破的关键：减速器

导读：减速器是机器人的关键零部件，成本占到整台机器人生产成本的三分之一。中国对机器人减速器研究较晚，技术不成熟，目前严重依赖进口，减速器是制约我国机器人产业发展的关键因素，攻克减速器技术是国内机器人企业产业化的必然选择。

谐波齿轮减速器、摆线针轮行星减速器、RV减速器、精密行星减速器和滤波齿轮减速器。在精度、扭矩、刚度、传送效率等衡量减速器的各个性能指标上，它们各有不同。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减速器在先进机器人传动中有逐渐取代谐波减速器的趋势。世界75%的精密减速器市场被日本的HarmonicaDrive和Nabtesco占领，其中Nabtesco生产RV减速器，约占60%的份额，HamonicaDrive生产谐波减速器，约占15%的份额。

中国正在服役的机器人已占全球总量的9%左右，2015年中国市场工业机器人达7500台，同比增长36.6%，整体而言，机器人市场需求只增不降。在多种因素的引诱下，工业机器人产业的发展速度将再次提速，步入历史上的第二个繁荣发展期，或将比第一次浪潮还将巨烈。

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。2015年我国工业机器人减速器市场规模约为11.5亿元，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%。

全球范围内机器人将会越来越普及，预计到2020年，服务机器人年销售收入有望超过300亿元人民币。工业机器人再加上日益走入人们生活中的服务机器人，对于减速机行业来说，未来的前景十分看好。

目前中国机器人的处境依然很严峻，其中最典型的是在机器人核心技术上缺乏整体的突破。核心零部件主要分成三部分，机器人减速器、交直流伺服电机和控制器。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，而减速器的核心技术，几乎垄断在两家日本企业纳博特斯克（Nabtesco）和哈默纳科（Harmonicdrive）手上，我国所有的机器人企业都在给日本企业打工。

关键部件进口比例较高，导致现在国内制造机器人成本较高。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5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。

RV减速器在国际上仅有极少数国家能生产，最近几年，虽然国内也有量产的RV减速器，产品性能指标短期内能达到要求，但由于质量控制和工艺的问题，很容易磨损报废，所以鲜有国产机器人企业选用，中国市场的减速器普遍还依赖进口。

其实在“十二五”时期，国家“863”计划将其列入重点攻克的技术瓶颈。国内顶尖大学和科研机构几年攻关也只有论文，没有实物。近两年随着工业机器人的发展有部分企业开始投资研发国产RV减速机，目前大多数处在技术研发和攻关阶段。

RV减速器的技术难点在于该部件需要保证传递很大的扭矩，承受很大的过载冲击，并保证预期的工作寿命，因而在设计上使用了过定位结构，这使得零件加工精度要求极高，加工十分困难，机器人其规模化生产的重要制约则在于加工设备和加工工艺。

国产RV减速器在额定扭矩和传动效率等方面与国外产品差距较小，但在扭转刚度、传动精度等稳定性和精度指标方面差距还比较明显，由于材料和工艺水平差距，耐疲劳强度方面差距也比较明显。

预计国产减速器在未来一段时间主要发展方向在于技术突破和完善，市场方面，首先进入中低端工业机器人市场，在2016 年后逐渐进入汽车生产线焊接机器人等高端产品。减速器的国产化会大幅降低国产工业机器人成本。