国产机器人减速机路在何方?

2019-07-02 10:31

虽然笔者是机器人行业的外行,但是从去年开始到现在笔者走访、专访十几家机器人初创企业,对机器人用的减速机行业的情况也略知一二。过去的一个月,笔者扒过整个机器人行业整体状况,也做过伺服电机的行业深度分析。作为机器人三大核心部件之一的减速机,小麦穗以为有必要为大家做个简单的梳理,当然后续还有控制器的分析,敬请期待ing。

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减速机图片(一类)

什么叫减速机?

减速机在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用,减速机是一种相对精密的机械,使用它的目的是降低转速,增加转矩。举个例子,机器人领域,减速机主要应用在机器人“关节”上,减速机可以让机器人的“关节”更加柔性、多变、灵活。

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机器人跳waving舞蹈

减速机市场现状

日本的减速机技术最牛逼,当行业霸主好多年,连ABB、发那科、安川、库卡等著名的国际“工业机器人四大家族”都一直用日本的Nabtesco和HarmonicDrive这两家公司的减速机。国内企业也大量用着日本虽然性能确实够好,但确实贵的要死的减速机。这也严重压制了国产工业机器人的利润空间。

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接着往下看,下面是重点

技术——价格死循环。还不仅仅是国内的机器人减速器行业的困境。更是中国企业在以数控机床和机器人为代表的,现代化高技术装备行业中面临的困境。

应该说,这个问题并不仅仅是中国在国产RV减速机的问题,它也是所有中国在试图自主制造高级设备企业面临的共性问题。之所以有这些问题,到底难点在什么地方呢?有什么破解之法呢?

两个方面的难点

1.技术方面

RV减速机,作为一种小体积,大传动比,零背隙,超高传动/体积比的减速机,是精密机械工业的一个巅峰之作,减速机里面完全是由高精度的元件,齿轮相互啮合,对材料科学,精密加工装备,加工精度,装配技术,高精度检测技术提出了极高的要求。

我们现在所能做的只是从购买产品里面拆开分解分析,进行反向工程,完全知其然而不知其所以然。

笔者给大家举两个小例子帮助大家理解这种状况:

18世纪的时候,欧洲的玻璃器及光学用途玻璃领先于世界,因为它的玻璃纯净介质均匀,确保光不会在介质疏密不均情况下发生折射,影响光学性能。其他国家的工匠将一直想要了解清楚缘由,但是一直也没有破解其奥秘所在,后来直到20世纪这个方法才被完全公开,也就是在玻璃在热融状态进行长时间加热不停的搅拌,并且搅拌的速度角度和方法也各有讲究,但是,不知道这一点,凭摸索就是以前很难与突破的。

还有一个真实的故事,日本知名的摩托车制造企业铃木摩托车,在中国有一个合资制造厂叫江门大长江铃木摩托车制造有限公司,这家公司,在中国肇庆分厂建厂之初曾经碰到一个怪事。他们的一个250cc,59马力的摩托车发动机在中国组装的产品硬是只有55个马力,那丢失的4个马力不知道到哪里去了?材料是一样的,真的生产工艺方法也是一样的,后来大概花了足足一年的时间进行TQM落实整改,才慢慢的把那4个马力差异找回来,这里牵涉到严格的工艺规范和质量控制工程,就是工业技术半点来不得马虎的地方。

所以,对于国产的RV减速机,应该说确实能用,但是其噪声和发热量明显高于进口品牌纳博特斯克的减速机,搞机械的都知道,发生噪声和发热都意味着其中的一些齿轮啮合不良,有超额摩擦磨损,有内部应力,机械不是在一种正常的工况下进行工作,这样的机械寿命不会很长。后来他们几番改进,降低了不少,但还是达不到纳博的水平,不同于电气产品,机械元件的失效和损坏不是立竿见影的,而是一个有时间的过程,哪怕现在能用。谁也不能保证,3个月半年一年之后,是不是会因为磨损报废,那时候进行对成千上万的产品召回或者维修的成本就大得吓人了,所以确实不敢用。

2.成本方面

加工制造减速机的设备都非常昂贵,比如美盖勒平面磨床, 内孔端面外圆一道磨 ,精度0.5μ重复定位0.3μ ,据说加工达到1μ,有砂轮库。折合人民币价值就接近千万元了。在没有足够的产量支撑下,他的设备摊销成本就高得吓人。

为此,笔者给大家找了一个减速机行业的段子:

“请问您融资了几个亿,打算用来干什么呢”

“先把拖欠供应商欠款,拖欠工资奖金啥的给发了,然后还一下买美盖勒的贷款”

“那剩下的呢?”

老板抬起头,吐了一口烟

“剩下的啊,慢慢还……”

虽然这个段子有点搞笑,但是折射出的是国产减速机的真实现状:

其实不光是美盖勒的磨床(瑞士Magerle美盖勒平面和成型磨床长期享誉世界。该品牌机床是公认的顶级机床,以高切屑率和加工精密度著称。其性能和应用多样性可满足涡轮机行业、汽车和航空航天、液压行业和能源部门以及机械制造和刀具制造业公司日常运行的严苛要求。在这些行业中,凡涉及到机械、符合人体工程学和管理质量严苛要求的均适用此机床。)生产减速机的所有设备,所有管理人员都要参在一个非常小的批量上进行设备摊销,成本下不来。而形成对比的是纳博特斯克一家,就几乎垄断了全球的大负载大传动比机器人用减速机的供应。我们的批量再怎么样也不过是纳博的1%。

所以这就变成了一个恶性循环,成本比国外竞争对手高性能却比性的对手差,销量当然高不了,然后也不可能实现规模效应,实现盈利,而没有盈利,没有批量就没有足够的资源进行技术改进探索研发,没有足够的销售批量就没有办法形成质量控制,也没有办法改进技术和性能。

现在所说的这个,技术——价格死循环。还不仅仅是国内的机器人减速器行业的困境。更是中国企业在以数控机床和机器人为代表的,现代化高技术装备行业中面临的困境。

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破解之法

小麦穗以为,国内减速机行业想要突围,下血本是肯定的,上周小麦穗也说了,国产伺服电机突围之法:

1.国家、企业层面需要在研发上不计成本的投入资源、资金,这也是最最重要的;

2.适当的时候成立减速机行业的“清华紫光”,张开血盆大口猛吃产业链上下游;

3.制造业巨鳄反向收购技术品牌,类似美的吃掉库卡;

中国的工业从业者们,仍然任重而道远啊!

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