國產機械臂被卡脖子，背後難點究竟在哪裡？|首席未來官

工業機械臂產業主要分為上游核心零部件、中游本體制造和下游的系統整合3個部分，其中上游核心零部件作為機械臂最重要的組成部分，在成本中的佔比超過了70%，毛利率遠超本體制造。

由於技術壁壘較高，核心零部件長期被外國企業把控，控制器主要被日本廠商主導，伺服電機集中在日本廠商安川、德國廠商西門子手中，減速器被日廠商壟斷（納博特斯克、哈默納科和住友三家佔據市場份額95%以上），成為制約國產機械臂產業發展的主要瓶頸。

下面我們就帶大家一起來看看各個核心零部件國產化的進展情況。

1.控制器有突破也有差距

控制系統成本佔比12%，相當於機器人的大腦，包括硬體和軟體兩部分，硬體部分國產品牌已經掌握，基本可以滿足需求；軟體部分，國產品牌在穩定性、響應速度、易用性等還有一些差距。

2.伺服器競爭激烈

中國伺服市場分為日系、歐美系、臺灣系、國產品牌四個陣營，日系品牌憑藉良好的產品效能與極具競爭力的價格壟斷了中小型OEM（裝置製造業）市場；歐美品牌佔據高階，下游以大型機械為主；臺灣品牌產品價格和技術水平定位於外資品牌和國產品牌之間；國產企業產品功率範圍多在22KW 以內，技術路線上與日系產品接近，整體競爭力不斷提高。

3.減速器是技術突破的關鍵

如今控制系統和伺服電機基本已經實現國產化，部分工業機器人企業可實現全部國產，相較而言成本大頭減速器國產化率較低，還有較大差距。

減速器是指多個齒輪組成的傳動零部件，利用齒輪的齧合改變系統輸出的轉速、扭矩及承載能力。

精密減速器主要可分為RV減速機、諧波減速機和SPINEA 減速機，三者的市場銷售數量佔比約為40%、40%、20%，其中RV減速機、諧波減速機作為關鍵核心零部件，是工業機械臂最重要的組成部分。

以典型的6軸機械臂為例，通常包括4個RV減速和2個諧波減速器，國產售價在10至20萬之間，減速器成本往往就達到7萬左右，是大規模量產的主要瓶頸。

4.不同減速器的技術特點

諧波減速器單級傳動比大、體積小、質量小、運動精度高，輸出相同力矩時其體積可減少2/3，重量可減輕1/2，常用在機械臂的小臂、腕部、手部等位置。

RV 減速器傳動比範圍大、精度較為穩定、疲勞強度較高，並具有更高的剛性和扭矩承載能力，常用於大臂、機座等重負載部位。

5.諧波減速器初步國產化

諧波減速器相較於RV減速器技術要求較低，以綠的諧波為首的諧波減速器企業已經實現國產化突破，市場佔有率已達20%，預計2021年將突破80%。

6.RV減速器國產化難度較高

RV減速器對加工精度要求較高，一些主要配合尺寸必須達到微米級別，受制於高精度加工車床成本高、交付週期長等因素，國產裝置研發進度還較慢，但國產RV減速器與國外產品效能已較為接近。

7.加速推動國產化的代表企業

·綠的諧波·

中國諧波減速器龍頭企業，從事精密諧波減速器研發，目前擁有超過40多項國家專利，旗下產品廣泛應用於工業機器人、服務機器人、數控機床、航空航天、醫療器械、半導體生產裝置、新能源裝備等高階製造領域。

·南通振康·

南通振康在RV減速器的研發上已取得突破，產品被瀋陽新松、安徽埃夫特、上海歡顏等知名機器人制造商都批次使用。

·力克精密·

旗下減速器產品擁有12大系列522個規格，2015年正式推出LKRV-E、LKRV-C、LKRV-N、LKRV-S共4大系列精密控制減速器產品，與國內大部分本體廠家合作，並可向廠商供貨試用。力克精密的RV減速器出貨量已經突破5000臺，現有裝置產能3萬臺。

·雙環傳動·

雙環傳動針對機器人減速器開發，已經建立了比較完善的綜合性能測試平臺，包括自主開發的傳動精度、齒隙回差、剛度、效率、噪聲、氣密性、加速疲勞實驗等測試裝置，深耕RV減速機4年，RV減速機關鍵核心技術取得了突破，已進入實質供貨階段。

·廣州數控·

2008年，廣州數控立項研發工業機器人減速器，經過近多年攻關，

已經取得了兩項工業機器人減速機專利，自主研發出多個規格型號的精密減速機，在精確性和穩定性上都獲得了突破，並已在自主研發的工業機器人上測試應用。