我國的工業三大核心零部件控制器、、減速機是制約中國機器人(ren)產業(ye)的(de)主要瓶(ping)頸(jing)，占到(dao)機器人(ren)成本(ben)的(de)70%。 機械制造業(ye)
控制器
控制器國內外(wai)差距最(zui)小。控制器是機器人的大腦，發布和(he)傳遞(di)動作指令。包括(kuo)(kuo)硬件和(he)軟(ruan)件兩部分(fen)：硬件就是工業控制板卡，包括(kuo)(kuo)一些主控單元(yuan)、信號處理部分(fen)等(deng)(deng)(deng)電路，國產(chan)品牌(pai)(pai)已經掌握；軟(ruan)件部分(fen)主要是控制算法、二次(ci)開發等(deng)(deng)(deng)，國產(chan)品牌(pai)(pai)在穩定性、響應速度、易用性等(deng)(deng)(deng)還有差距。
控制器的(de)問題在(zai)于，由于其“神經中(zhong)樞”的(de)地位(wei)和門檻相對較低，成熟機器人(ren)廠商(shang)一(yi)般自行開發控制器，以保證(zheng)穩定性和維護(hu)技(ji)術(shu)體(ti)系。因此控制器的(de)市場份額基本跟(gen)機器人(ren)本體(ti)一(yi)致。國(guo)(guo)際上也(ye)有KEBA、倍福(fu)、貝加萊這樣提供(gong)控制器底層平臺的(de)廠商(shang)。因此在(zai)當前環(huan)境下國(guo)(guo)內專業(ye)研發控制器的(de)企業(ye)會比較艱難。
控(kong)制(zhi)器(qi)的機(ji)會在于標準化(hua)(hua)(hua)和(he)開(kai)放性(xing)(xing)(xing)。現有的機(ji)器(qi)人(ren)控(kong)制(zhi)器(qi)封閉構造，帶(dai)來開(kai)放性(xing)(xing)(xing)差、軟件獨立性(xing)(xing)(xing)差、容(rong)錯性(xing)(xing)(xing)差、擴展性(xing)(xing)(xing)差、缺乏網絡功能等缺點(dian)，已不能適應智能化(hua)(hua)(hua)和(he)柔性(xing)(xing)(xing)化(hua)(hua)(hua)要求。開(kai)發模塊化(hua)(hua)(hua)、標準化(hua)(hua)(hua)機(ji)器(qi)人(ren)控(kong)制(zhi)器(qi)，各個層次對用戶開(kai)放是機(ji)器(qi)人(ren)控(kong)制(zhi)器(qi)的一(yi)個發展方向(xiang)。我國863計(ji)劃也已經立項。機(ji)器(qi)人(ren)接口統一(yi)是大趨(qu)勢，未來可能會出現提供(gong)控(kong)制(zhi)器(qi)模塊的平臺型企業。
市場規模(mo)方面(mian)，按(an)十三五規劃到2020年我國機器(qi)人保有量80萬臺，假設(she)國產(chan)機器(qi)人占50%的份額，控制(zhi)器(qi)價格1.5萬元，算上更換及維護，國產(chan)控制(zhi)器(qi)的市場規模(mo)在60-70億元。
伺服
伺服(fu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)競(jing)爭激烈(lie)，外資(zi)掌(zhang)握話語權。伺服(fu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)在機(ji)(ji)(ji)器人中用作(zuo)執(zhi)行(xing)單元，是影響機(ji)(ji)(ji)器人工作(zuo)性能(neng)的主要因素。伺服(fu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)主要分(fen)為步進、交流(liu)(liu)和直流(liu)(liu)，機(ji)(ji)(ji)器人行(xing)業應(ying)用最多(duo)的是交流(liu)(liu)伺服(fu)，約(yue)占(zhan)65%伺服(fu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)與控制(zhi)器關聯(lian)緊密。
外資企(qi)業(ye)占據絕對優勢。日(ri)系品(pin)牌(pai)憑借(jie)良好的(de)(de)產(chan)品(pin)性(xing)能與極具競爭力的(de)(de)價(jia)格壟(long)斷(duan)了中小型OEM(設備制造業(ye))市(shi)場(chang)。2014年，伺服系統市(shi)場(chang)TOP15廠商中，前三名均為日(ri)系品(pin)牌(pai)，總份(fen)(fen)額(e)達到45%。西門子、博世、施耐德等歐系品(pin)牌(pai)占據高(gao)端(duan)，整體市(shi)場(chang)份(fen)(fen)額(e)在(zai)30%左(zuo)右。國內企(qi)業(ye)整體份(fen)(fen)額(e)低于10%左(zuo)右。
我國伺(si)服系(xi)統自(zi)主(zhu)配(pei)套能力(li)已(yi)現雛形。較大規模的(de)伺(si)服品牌(pai)有(you)20余家(jia)。國產(chan)(chan)產(chan)(chan)品功(gong)率(lv)范圍多(duo)在22KW以(yi)內，技術路線上與日系(xi)產(chan)(chan)品接近。從(cong)市場規模來看，2014年伺(si)服電機(ji)在所(suo)有(you)應(ying)用行業規模68億人(ren)民幣，增速為(wei)(wei)8.3%；其中機(ji)器人(ren)增速高達50%，迅速成長為(wei)(wei)伺(si)服系(xi)統應(ying)用中排名第六的(de)行業，以(yi)4.2億的(de)業績，占市場份(fen)額6.2%。
成長空間上，整體上受宏觀經濟影響明顯，未來5年將進入穩定發展。4軸和6軸的多關節占比上升，將帶來機器人用伺服的高速增長。預計十三五規劃期內，機器人占比將升至第一位，市場規模16億元。
控制器和伺服系統關聯緊密，用戶選擇的排序分別是可靠穩定性、價格、服務，從服務和性價比入手是國內企業突破的方向。但這需要對領域(yu)長(chang)期深入的(de)研究，大量(liang)資金投入和(he)長(chang)時(shi)間的(de)市場驗證，對技術(shu)、資金、人才要求都較高(gao)，國內上(shang)市公司如新松、新時(shi)達、匯川技術(shu)、廣(guang)州數控、埃斯頓(dun)等具(ju)備類似的(de)條件。
減速機
機(ji)(ji)器(qi)人減(jian)速(su)機(ji)(ji)市(shi)場高度壟斷(duan)，普及期國產減(jian)速(su)機(ji)(ji)無法實(shi)現全面進口替(ti)代。減(jian)速(su)機(ji)(ji)用來精確控制機(ji)(ji)器(qi)人動(dong)作，傳(chuan)輸更大的(de)力矩。分為兩種，安裝在(zai)機(ji)(ji)座、大臂、肩(jian)膀等重負(fu)載位置(zhi)的(de)RV減(jian)速(su)機(ji)(ji)和安裝在(zai)小臂、腕部(bu)或手部(bu)等輕負(fu)載位置(zhi)的(de)諧(xie)波減(jian)速(su)機(ji)(ji)。RV減(jian)速(su)機(ji)(ji)被日(ri)(ri)本納博(bo)特斯克壟斷(duan)，諧(xie)波減(jian)速(su)機(ji)(ji)日(ri)(ri)本哈默納科占絕(jue)對優勢。
諧(xie)波(bo)減(jian)速(su)機(ji)結構相(xiang)對簡單(dan)，僅有三(san)個基本零部件，加上哈默納科的專利(li)早已到期(qi)，國產(chan)諧(xie)波(bo)減(jian)速(su)機(ji)跟(gen)國外相(xiang)比差(cha)距不(bu)算大。無錫綠的的諧(xie)波(bo)減(jian)速(su)機(ji)已經在國產(chan)機(ji)器人(ren)上面有廣泛應用。
RV減(jian)速(su)機核心(xin)難點(dian)在于(yu)基礎工(gong)業(ye)和工(gong)藝。RV減(jian)速(su)機是純機械的(de)精密(mi)部(bu)件(jian)，材料、熱處理(li)工(gong)藝和高精度(du)(du)加(jia)工(gong)機床(chuang)缺一(yi)不可。我(wo)國在這幾個(ge)(ge)方(fang)面長期落(luo)后，并非單靠某(mou)個(ge)(ge)企業(ye)所能(neng)解(jie)決(jue)。要將(jiang)200多(duo)個(ge)(ge)零(ling)部(bu)件(jian)組合在一(yi)起，精度(du)(du)要求苛(ke)刻，零(ling)部(bu)件(jian)之間(jian)的(de)公差匹配需要多(duo)年經驗積累。
從市場規模來看，按2020年(nian)機(ji)器(qi)人(ren)保有量80萬(wan)臺，即增量約60萬(wan)臺計，一臺多關節工業機(ji)器(qi)人(ren)按軸數不同需要4-6個減(jian)速機(ji)，取中位數5個，則需要300萬(wan)個減(jian)速機(ji)。樂(le)觀估計國內企業拿到50%的市場份額，單臺減(jian)速機(ji)4000元(yuan)計算，則規模在60億(yi)(yi)元(yuan)，算上更換需求也(ye)不會(hui)超(chao)過70億(yi)(yi)元(yuan)。
減速(su)機(ji)(ji)價格(ge)(ge)呈下(xia)行趨勢。納博(bo)特斯克2013年跟上(shang)海機(ji)(ji)電合資以來，隨著國際機(ji)(ji)器人在(zai)中(zhong)國產(chan)能加大和國產(chan)機(ji)(ji)器人的發展，其RV減速(su)機(ji)(ji)價格(ge)(ge)逐(zhu)漸下(xia)降(jiang)。2016年常州工廠投產(chan)，還會有進一步(bu)下(xia)降(jiang)空(kong)間(jian)。上(shang)海機(ji)(ji)電2015年年報披(pi)露，納博(bo)減速(su)機(ji)(ji)收入1.34億元(yuan)，同(tong)(tong)比增長(chang)52.3%；凈利潤3365萬元(yuan)，同(tong)(tong)比增長(chang)55.5%。
綜上，我(wo)國工(gong)業機(ji)器人(ren)(ren)的(de)(de)三大(da)核心零部件要(yao)想從(cong)本質(zhi)上獲得突破，都需要(yao)付出更多的(de)(de)耐心和投入，尤其是減速機(ji)，期待越(yue)大(da)，壓力越(yue)大(da)，同時前景也可觀。同時我(wo)國的(de)(de)工(gong)業機(ji)器人(ren)(ren)技術人(ren)(ren)才也很稀缺。 機(ji)械(xie)制造(zao)業
