工業(yè)機(jī)器人三大零部件現(xiàn)在怎么樣的?
工業(yè)機(jī)器人三大零部件現(xiàn)在怎么樣的?
中國的三個(gè)核心部件控制器,伺服電機(jī)和減速器是制約中國機(jī)器人行業(yè)的主要瓶頸,占機(jī)器人成本的70%。
調(diào)節(jié)器
控制器與國內(nèi)外的差距最小控制器是機(jī)器人的大腦,發(fā)布和發(fā)送動(dòng)作指令。包括硬件和軟件兩部分:硬件是工業(yè)控制板,包括一些主控制單元,信號處理部分和其他電路,國內(nèi)品牌已掌握;軟件部分主要是控制算法,二次開發(fā)等,國內(nèi)品牌在穩(wěn)定性,響應(yīng)性方面還存在速度差,易用性等方面。
控制器的問題在于成熟的機(jī)器人制造商通常自己開發(fā)控制器以確保穩(wěn)定性并且由于其“神經(jīng)中樞”狀態(tài)和相對低的閾值而維持技術(shù)系統(tǒng)。因此,控制器的市場份額基本上與機(jī)器人的市場份額相同。在國際上,還有KEBA,Beckhoff和B&R等供應(yīng)商為控制器提供底層平臺。因此,在當(dāng)前環(huán)境下,專業(yè)開發(fā)控制器的國內(nèi)公司將更加困難。
控制器的機(jī)會是標(biāo)準(zhǔn)化和開放性。現(xiàn)有的機(jī)器人控制器的封閉結(jié)構(gòu)帶來諸如開放性差,軟件獨(dú)立性差,容錯(cuò)性差,可擴(kuò)展性差,網(wǎng)絡(luò)功能不足等缺點(diǎn),不能滿足智能和靈活性的要求。開發(fā)模塊化,標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)器人控制器,向各級用戶開放,是機(jī)器人控制器的發(fā)展方向。中國的863計(jì)劃也已成立。機(jī)器人界面的統(tǒng)一是一種普遍趨勢,并且將來可能出現(xiàn)提供控制器模塊的平臺型企業(yè)。
從市場規(guī)模來看,根據(jù)“十二五”規(guī)劃,到2020年,中國的機(jī)器人數(shù)量將達(dá)到80萬臺。假設(shè)國產(chǎn)機(jī)器人占總數(shù)的50%,控制器價(jià)格為15000元,更換和維護(hù)計(jì)算在內(nèi)。國內(nèi)控制器市場規(guī)模為60-70億元。
伺服電機(jī)
伺服電機(jī)競爭激烈,外資有發(fā)言權(quán)。伺服電機(jī)用作機(jī)器人中的執(zhí)行器,是影響機(jī)器人性能的主要因素。伺服電機(jī)主要分為踩踏,交流和直流。機(jī)器人行業(yè)中使用最廣泛的是交流伺服,占伺服電機(jī)和控制器的65%左右。
伺服系統(tǒng)中的外國公司具有絕對優(yōu)勢。日本品牌壟斷了中小型OEM(設(shè)備制造)市場,具有良好的產(chǎn)品性能和有競爭力的價(jià)格。 2014年,在伺服系統(tǒng)市場的TOP15制造商中,前三名是日本品牌,占總份額的45%。西門子,博世和施耐德等歐洲品牌占據(jù)高端市場,整體市場份額約為30%。國內(nèi)企業(yè)的整體份額不到10%。
中國伺服系統(tǒng)的自支撐能力已初具規(guī)模。有20多個(gè)大型伺服品牌。國內(nèi)產(chǎn)品功率范圍22KW以上,技術(shù)路線接近日本產(chǎn)品。從市場規(guī)模來看,2014年所有應(yīng)用行業(yè)的伺服電機(jī)均為68億元,增長率為8.3%;其中,機(jī)器人增加了50%,迅速成長為伺服系統(tǒng)應(yīng)用的第六大行業(yè),擁有4.2億。業(yè)績,占市場的6.2%。在增長空間中,伺服電機(jī)作為一個(gè)整體受到宏觀經(jīng)濟(jì)的顯著影響,并將在未來五年內(nèi)進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展階段。 4軸和6軸多關(guān)節(jié)機(jī)器人的比例增加,這將導(dǎo)致機(jī)器人伺服系統(tǒng)的快速增加。預(yù)計(jì)在“十三五”期間,機(jī)器人伺服系統(tǒng)的比例將上升到第一位,市場規(guī)模為16億元。
控制器和伺服系統(tǒng)密切相關(guān)。用戶選擇的訂單是可靠,穩(wěn)定,價(jià)格和服務(wù)。從服務(wù)和性價(jià)比開始是國內(nèi)企業(yè)的方向。然而,這需要在運(yùn)動(dòng)控制,大量資金投入和長期市場驗(yàn)證以及對技術(shù),資金和人才的高要求方面進(jìn)行長期和深入的研究。新松,新時(shí)達(dá),匯川科技,廣州CNC Eston等國內(nèi)上市公司也有類似的情況。
減速器
機(jī)器人減速機(jī)市場高度壟斷,國產(chǎn)減速機(jī)在推廣期間無法實(shí)現(xiàn)全面進(jìn)口替代。減速器用于精確控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)并傳遞更大的扭矩。 RV減速器分為兩種類型,安裝在重載位置的RV減速器,如底座,吊桿和肩部,以及安裝在輕載位置的諧波減速器,如手臂,手腕或手。 RV減速機(jī)由日本Nabtesco壟斷,諧波減速機(jī)日本Hamernaco具有絕對優(yōu)勢。
諧波減速器的結(jié)構(gòu)相對簡單。只有三個(gè)基本組件,Hamernaco的專利已經(jīng)過期。國內(nèi)諧波減速機(jī)與國外的差異并不大。無錫格林的諧波減速器已廣泛應(yīng)用于家用機(jī)器人。
RV減速器的核心難點(diǎn)在于基礎(chǔ)工業(yè)和流程。 RV減速機(jī)是純機(jī)械精密部件,材料,熱處理工藝和高精度加工機(jī)械不可或缺。中國在這些方面長期以來一直落后,而且單靠一個(gè)企業(yè)也無法解決這個(gè)問題。要組合200多個(gè)組件,準(zhǔn)確性至關(guān)重要,組件之間的公差匹配需要多年的經(jīng)驗(yàn)。
在市場規(guī)模方面,根據(jù)2020年機(jī)器人容量80萬臺,即增加約60萬臺,多聯(lián)合工業(yè)機(jī)器人根據(jù)軸數(shù)要求4-6減速器,中位數(shù)為5 ,那么你需要300萬減速器。樂觀的是,國內(nèi)企業(yè)將獲得50%的市場份額,單一減少4000元的計(jì)算將達(dá)到60億元,更換需求將不超過70億元。
減速機(jī)的價(jià)格呈下降趨勢。自2013年納博特斯克與上海機(jī)電合資以來,隨著中國國際機(jī)器人產(chǎn)能的增加和國產(chǎn)機(jī)器人的發(fā)展,其RV減速機(jī)的價(jià)格逐漸下降。 2016年,常州工廠將投產(chǎn),并將有進(jìn)一步下滑的空間。根據(jù)上海機(jī)電2015年年報(bào),納博減速機(jī)收入1.34億元,同比增長52.3%;凈利潤3365萬元,同比增長55.5%。
總之,中國工業(yè)機(jī)器人的三個(gè)核心部件需要付出更多的耐心和投入才能實(shí)現(xiàn)突破,尤其是減速機(jī)。期望越大,壓力越大,前景也越來越大。與此同時(shí),中國的工業(yè)機(jī)器人人才也非常稀缺。