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工业机器人的组成

   工业机器人主要由伺服系统、控制系统、减速器和机械本体以及其他附件组成,在这里面减速器就是工业机器人的核心部分,如果把控制系统比作人的大脑,伺服系统比作人的心脏,机械本体比作人的骨架,那么减速器就相当于人体的关节。如果没有精密的减速器,那么机器人便不能够实现精密、稳定的动作。

我们再来看一下各模块的成本占比:

    在工业机器人成本中,精密减速机占了32%近三分之一的成本。在工业机器人运行过程中,精密减速器主要有两个功能:一是保证运转精度;二是提高转矩。由于伺服电机在低频运转下容易发热和出现低频振动,对于长时间和周期性工作的机器人这都不利于确保其精确、可靠地运行。精密减速器的存在使伺服电机在一个合适的速度下运转,并精确地将转速降到机器人各部位需要的速度,提高机械体刚性的同时输出更大的力矩。因此对于精密减速器的要求十分高。

    目前机器人中常用的两种精密减速器是谐波齿轮减速器和RV减速器,谐波减速机经常用于机器人的关节处,RV则被用于回转和底座处。但是这两者都长期被国外垄断,尤其是以日本为主,日本最为著名的两家精密减速机企业是Nabtesco和HarmonicDrive两家企业,垄断了全球机器人行业75%的精密减速机,Nabtesco以RV减速机为主,HarmonicDrive以谐波减速机为主,占有全世界15%的谐波减速机市场份额。包括ABB、FANUC、KUKA等国际主流机器人厂商的减速器均由上述两家公司提供。

    世界四大机器人公司的精密减速器都是外购,而非自制,这进一步说明了减速机行业的垄断性和技术难度之大。事实上,中国的工业机器人行业发展缓慢的主要原因就是核心技术跟不上,除减速机外,伺服和控制系统目前也被国外技术壁垒所垄断,以西门子为代表的伺服和控制系统,在中国占了大部分的市场份额。不断突破中的中国企业如国家科技部高技术研究发展中心先进制造处研究员刘进长所说:“减速器是机器人最关键的核心部件,也是竞争的焦点与核心。我国只有攻克了减速器,才能看到我国机器人的未来和希望。”


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