工業(yè)機器人成本鏈中,上游核心零部件成本占比最高,占到整體生產(chǎn)成本的 60%以上。我國企業(yè)在各核心部件均建立起相關(guān)企業(yè),部分核心配件國產(chǎn)化程度較高,但國內(nèi)精密減速器、控制器、伺服系統(tǒng)以及高性能驅(qū)動器等機器人核心零部件大部分依賴進口 。
伺服電機市場格局
新安裝的機器人中,有 71%的零部件皆來自國外,國產(chǎn)化率不足 30%。其中,在上游最重要的三大零部件——減速器、伺服電機和控制器中,國產(chǎn)化率分別約為 30%、22%、35%。國產(chǎn)化率相對較低 ,國內(nèi)產(chǎn)品在精度、穩(wěn)定性、使用壽命等方面依舊存在很大成長空間。
控制器市場格局
另外,此前國內(nèi)采購核心零部件的成本高于國外同款機器人的整體售價,例如國內(nèi)購買精密減速器的成本占生產(chǎn)成本的 30%-40%,而在日本僅為 25%。同時由于采購規(guī)模相對較小,相比于外資品牌更沒有議價權(quán),采購成本較高,成為制約國產(chǎn)機器人發(fā)展的主要瓶頸之一。因而在和技術(shù)成熟的國外全產(chǎn)業(yè)鏈廠商競爭時,國產(chǎn)本體廠商不具備成本優(yōu)勢和利潤價格彈性空間,也造成了外資品牌在我國機器人市場中占主導(dǎo)地位的情況。
但工業(yè)機器人的核心零部件的國產(chǎn)化率在持續(xù)提高。已有不少國內(nèi)廠商取得了不同程度的突破。在減速器方面, 諧波減速器國產(chǎn)化進程較快,綠地諧波已實現(xiàn)量產(chǎn),并在國內(nèi)諧波減速器市場占有較高份額; RV 減速器精密性更高,國產(chǎn)化率較低,但雙環(huán)傳動、南通振康等國產(chǎn)廠商已實現(xiàn)批量銷售。伺服電機方面,目前具備自主產(chǎn)權(quán)和較大生產(chǎn)規(guī)模的國產(chǎn)廠商已有 20 余家??刂破鞣矫?,華中數(shù)控、新松等國產(chǎn)廠商在硬件上已接近國際先進水平,只是在軟件和核心控制算法仍與國際品牌存在一定差距。
工業(yè)機器人需要長時間、可靠地進行大量重復(fù)性作業(yè),因此對于定位精度和重復(fù)定位精度要求較高。除伺服電機自身的調(diào)速功能外,需要精密減速器保證各關(guān)節(jié)的運動精度。另外,減速器可以通過降低轉(zhuǎn)速而提高扭矩,以傳遞較大的負荷,克服伺服電機功率有限導(dǎo)致輸出的扭矩較小的缺陷。與通用減速器比,機器人關(guān)節(jié)減速器要求具有傳動鏈短、體積小、功率大、質(zhì)量輕和易于控制等特點
按傳動類型分,工業(yè)機器人用精密減速器可分為濾波齒輪減速器、擺線針輪減速器、精密行星減速器、RV 減速器和諧波減速器。其中 RV 和諧波減速器占主流地位。
RV 減速器的特點在于承受大負荷的同時保證高精度,減速齒輪需要具有耐磨性和高剛性,因此要求較高的材料成型技術(shù)尤其是材料化學(xué)元素控制和表面熱處理方面。同時,保證高精度需要較高的減速比,需要具備無側(cè)隙、微進給的特點,因此對精密加工及裝配技術(shù)要求較高。諧波減速器的優(yōu)勢則在于零部件數(shù)目少,但動態(tài)特性抗沖擊能力較差。
此前,減速器的國產(chǎn)化率不足 30%,隨著國內(nèi)廠商在材料成型技術(shù)的突破以及工藝的積累,憑借高性價比,國內(nèi)廠商將搶占更多國內(nèi)市場份額。由于訂單量增長速度快于產(chǎn)能擴張速度,納博特斯克的交貨期越來越長,起交貨期已延長至 6 個月以上,而且其減速器產(chǎn)品優(yōu)先供應(yīng)給“四大家族”,對其他本體商訂購的產(chǎn)品交貨期更長,由此給了國內(nèi)其他核心零部件供應(yīng)商發(fā)展的機會。 國內(nèi)機器人企業(yè)對國產(chǎn)零部件的接受度也在提高。越來越多國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)使用國產(chǎn)減速機產(chǎn)品完全替代了國外品牌。