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我国工业机器人三大核心零部件如何突破
发布时间2017/05/25       来源德阳华天机械设备制造       浏览次数1863

我国的工业机器人三大核心零部件控制器、伺服电机、减速机是制约中国机器人产业的主要瓶颈♤占到机器人成本的70%⊙ 机械制造业

控制器

控制器国内外差距最小⊙控制器是机器人的大脑♤发布和传递动作指令⊙包括硬件和软件两部分硬件就是工业控制板卡♤包括一些主控单元、信号处理部分等电路♤国产品牌已经掌握㊣软件部分主要是控制算法、二次开发等♤国产品牌在稳定性、响应速度、易用性等还有差距⊙

控制器的问题在于♤由于其“神经中枢”的地位和门槛相对较低♤成熟机器人厂商一般自行开发控制器♤以保证稳定性和维护技术体系⊙因此控制器的市场份额基本跟机器人本体一致⊙国际上也有KEBA、倍福、贝加莱这样提供控制器底层平台的厂商⊙因此在当前环境下国内专业研发控制器的企业会比较艰难⊙

控制器的机会在于标准化和开放性⊙现有的机器人控制器封闭构造♤带来开放性差、软件独立性差、容错性差、扩展性差、缺乏网络功能等缺点♤已不能适应智能化和柔性化要求⊙开发模块化、标准化机器人控制器♤各个层次对用户开放是机器人控制器的一个发展方向⊙我国863计划也已经立项⊙机器人接口统一是大趋势♤未来可能会出现提供控制器模块的平台型企业⊙

市场规模方面♤按十三五规划到2020年我国机器人保有量80万台♤假设国产机器人占50%的份额♤控制器价格1.5万元♤算上更换及维护♤国产控制器的市场规模在60-70亿元⊙

伺服电机

伺服电机竞争激烈♤外资掌握话语权⊙伺服电机在机器人中用作执行单元♤是影响机器人工作性能的主要因素⊙伺服电机主要分为步进、交流和直流♤机器人行业应用最多的是交流伺服♤约占65%伺服电机与控制器关联紧密⊙

伺服系统外资企业占据绝对优势⊙日系品牌凭借良好的产品性能与极具竞争力的价格垄断了中小型OEM(设备制造业)市场⊙2014年♤伺服系统市场TOP15厂商中♤前三名均为日系品牌♤总份额达到45%⊙西门子、博世、施耐德等欧系品牌占据高端♤整体市场份额在30%左右⊙国内企业整体份额低于10%左右⊙

我国伺服系统自主配套能力已现雏形⊙较大规模的伺服品牌有20余家⊙国产产品功率范围多在22KW以内♤技术路线上与日系产品接近⊙从市场规模来看♤2014年伺服电机在所有应用行业规模68亿人民币♤增速为8.3%㊣其中机器人增速高达50%♤迅速成长为伺服系统应用中排名第六的行业♤以4.2亿的业绩♤占市场份额6.2%⊙

成长空间上♤伺服电机整体上受宏观经济影响明显♤未来5年将进入稳定发展⊙4轴和6轴的多关节机器人占比上升♤将带来机器人用伺服的高速增长⊙预计十三五规划期内♤机器人伺服系统占比将升至第一位♤市场规模16亿元⊙

控制器和伺服系统关联紧密♤用户选择的排序分别是可靠稳定性、价格、服务♤从服务和性价比入手是国内企业突破的方向⊙但这需要对运动控制领域长期深入的研究♤大量资金投入和长时间的市场验证♤对技术、资金、人才要求都较高♤国内上市抖肾app下载地址苹果如新松、新时达、汇川技术、广州数控、埃斯顿等具备类似的条件⊙

减速机

机器人减速机市场高度垄断♤普及期国产减速机无法实现全面进口替代⊙减速机用来精确控制机器人动作♤传输更大的力矩⊙分为两种♤安装在机座、大臂、肩膀等重负载位置的RV减速机和安装在小臂、腕部或手部等轻负载位置的谐波减速机⊙RV减速机被日本纳博特斯克垄断♤谐波减速机日本哈默纳科占绝对优势⊙

谐波减速机结构相对简单♤仅有三个基本零部件♤加上哈默纳科的专利早已到期♤国产谐波减速机跟国外相比差距不算大⊙无锡绿的的谐波减速机已经在国产机器人上面有广泛应用⊙

RV减速机核心难点在于基础工业和工艺⊙RV减速机是纯机械的精密部件♤材料、热处理工艺和高精度加工机床缺一不可⊙我国在这几个方面长期落后♤并非单靠某个企业所能解决⊙要将200多个零部件组合在一起♤精度要求苛刻♤零部件之间的公差匹配需要多年经验积累⊙

从市场规模来看♤按2020年机器人保有量80万台♤即增量约60万台计♤一台多关节工业机器人按轴数不同需要4-6个减速机♤取中位数5个♤则需要300万个减速机⊙乐观估计国内企业拿到50%的市场份额♤单台减速机4000元计算♤则规模在60亿元♤算上更换需求也不会超过70亿元⊙

减速机价格呈下行趋势⊙纳博特斯克2013年跟上海机电合资以来♤随着国际机器人在中国产能加大和国产机器人的发展♤其RV减速机价格逐渐下降⊙2016年常州工厂投产♤还会有进一步下降空间⊙上海机电2015年年报披露♤纳博减速机收入1.34亿元♤同比增长52.3%㊣净利润3365万元♤同比增长55.5%⊙

综上♤我国工业机器人的三大核心零部件要想从本质上获得突破♤都需要付出更多的耐心和投入♤尤其是减速机♤期待越大♤压力越大♤同时前景也可观⊙同时我国的工业机器人技术人才也很稀缺⊙  机械制造业


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