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工业机器人之三大零组件

工业机器人的三大关键零组件:减速机、伺服马达、控制器。这些零组件约佔机器人整机成本的60-70%,是迈入工业机器人产业相当重要的门槛。

以全球四大工业机器人大厂(瑞士ABB、日本发那科FANUC、德国库卡KUKA、日本安川YASKAWA)来看,控制器是唯一皆自行製造的关键零组件,伺服马达及减速器则部分外购,以下将依序就这三项零组件来说明:

1.  减速器

减速器是连接动力源与执行机构之间的传动机构,能将马达的转速降低,并让转矩提升。其将电动机、内燃机等高速运转的动力,透过输入轴上的小齿轮啮合后,再输出至轴上的大齿轮以达到减速的目的,并藉此传递更大的力矩。

减速器特别讲究高可靠度、高精度、高刚性,是个重资产、高投入、慢回报的产业。从全球工业机器人大厂来看,多未自行研发减速器,而是主要仰赖日本纳博特斯克(Nabtesco)及哈默纳科(Harmonic Drive)等两大巨头,光这两大厂就佔了减速器70%以上的市场份额。

依据IFR估计,2019工业机器人销量将达41.4万台,若以一台多关节工业机器人需要4-6个减速器来看,市场将有两百多万组减速器的需求,可见其成长速度会比工业机器人来得快。

2. 伺服马达

伺服马达是工业机器人的动力系统,一般安装于机器人的「关节」处,是机器人运动的心脏,通常又可细分为两个部分,一为马达本体,二为运动控制系统。

主流供应商包括日本松下、摩川、安川、三菱、三洋、富士以及欧美厂商如德国伦茨(Lenze)、博世力士乐(Bosch Rexroth)。目前光是日系品牌即佔全球机器人市场40%市佔率。在台湾,伺服马达品牌如东元、台达电亦有不错表现。

3. 控制器

控制器为机器人之「大脑」,包含硬体及软体两部分。硬体是工业控制板卡,软体则是控制演算法。一般较成熟的机器人厂商多半自行开发控制器,以保证品质的稳定性及产品的维修体系,因此也是各机器人製造商的核心技术所在。

除了全球四大机器人大厂自行研发控制器外,EPSON、DENSO、TOSHIBA亦深耕控制器领域,生产自有品牌的机器人。而在台湾,诸如工研院、研华宝元、新汉等厂商,近几年在全球控制器市场也有不错的成绩。


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