国产减速器各路英豪谈现状之痛与奋起之道

　　在国产机器人崛起道路上，减速机的产业化、自动化是非常重要的内容。当前，国内减速器被国外厂商高度垄断，现阶段尚处于普及期的国产减速机无法实现全面进口替代。精密减速器到底具有哪些技术难点？国产减速器如何卯足了劲追赶？看看国产减速器各路英豪各有什么经验之谈。

　　特邀嘉宾：

　　浙江双环传动机械股份有限公司 研究院院长 张靖博士

　　浙江双环传动机械股份有限公司 总经理 吴长鸿

　　浙江来福谐波传动股份有限公司 董事长 张杰

　　配天集团 副总裁 徐志根

　　苏州奇步机器人有限公司 销售总监 姜勤安

　　减速器对于机器人来说意味着什么？

　　减速器，是一种精密的动力传达机构，它利用齿轮的速度转换器，将电机的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩，是一种降低转速，增加转矩的装置。在工业机器人所有核心零部件中，减速器最为关键。

　　按结构不同，工业机器人用精密减速器可以分为五类，分别是谐波齿轮减速器、摆线针轮行星减速器、RV减速器、精密行星减速器和滤波齿轮减速器。在精度、扭矩、刚度、传送效率等衡量减速器的各个性能指标上，它们各有不同。其中，RV减速器和谐波减速器是最主流的工业机器人用精密减速器。

　　世界75%的精密减速器市场被日本的纳博特斯克和哈默纳科占领，其中纳博特斯克生产RV减速器，约占60%的份额，哈默纳科生产谐波减速器，约占15%的份额。

　　相比日本巨头几十年的积淀，中国的工业机器人用精密减速器研究开始较晚，技术不成熟，形成了精密减速器不能自给自足的局面，严重依赖进口，因而“逆袭”路上挑战重重。

　　精密减速器：国产机器人不能缺失之痛

　　当前，减速器价格呈下行趋势。自纳博特斯克与上海机电合资以来，随着国际机器人在中国产能加大和国产机器人的发展，其RV减速机价格逐渐下降。再加上2016年常州工厂的投产，预计价格还会有进一步下降空间。

　　据浙江双环传动机械股份有限公司董事长吴长鸿了解，纳博特斯克今年大概降价三次，降价幅度已达50%以上。不言而喻，国产减速器企业在分羹国内市场上的难度也在不断加大，一方面要技术过关，使得国产减速器从“能用”达到“好用”；另一方面也要想办法降低成本。吴长鸿诚然这就是现状之痛。

　　精密减速器之所以是工业机器人最重要的零部件，是因为工业机器人运动的核心部件“关节”就是由它构成，每个关节都要用到不同的减速机产品。

　　据了解，减速机的技术门槛非常之高，国内有部分企业在技术水平上取得了重大突破，但国内对关键零部件的加工精度不能完全保证，尚不能形成批量化生产，目前只能依赖进口，严重制约了自主化市场需求。

　　配天集团副总裁徐志根认为减速器的关键技术难点在于核心零部件的加工。

　　减速器的核心部件有摆线轮、曲柄轴、针齿壳，它们的关键尺寸精度要求都在0.005mm以下，如何同时保证加工精度、加工效率及加工一致性，是每个减速器企业需要面临的挑战。

　　苏州奇步机器人有限公司销售总监姜勤安则认为从目前来看，减速器的技术攻破最难点是精度保持性。

　　姜勤安从其市场调研中发现，很多企业生产出的减速器可能在出厂时能体现出不错的精度，但由于减速机内部承受着巨大的压力，如果没有优质的材料和过硬的热处理技术，减速器很快就会受到磨损甚至压碎轴承，导致精度降低。

　　“这些问题在减速器结构设计的时候就已经出现，因而是不可能避免的。” 姜勤安指出只能通过加强材料的办法来减少其影响。

　　浙江来福谐波传动股份有限公司董事长张杰在上述观点中补充认为减速器有很多难点，谐波减速器是一个简单又复杂的产品。

　　“谐波减速器虽然零件非常少，但是做起来又非常复杂。” 张杰进一步解释，“有两个难点是所有减速器都必须面对的问题。第一，寿命，寿命又分为‘精度寿命’和‘产品寿命’两个方面；第二，精度。”

　　张杰认为影响减速器寿命和精度的原因有很多，包括但不仅限于材料、加工工艺、设备、结构设计等等。他表示来福谐波在2013年进军这一领域时，基本上掌握了最基础的谐波制作工艺、渐开线齿型的设计方法、原材料的加工方式等。

　　“说实话，当年初涉这一领域时，觉得谐波减速器并不是一个很难做好的产品。至今，我们在这领域耕耘三年多了，研发投入每年都超过1000万，越发感到谐波减速器真的不是五个零件组装在一起就够了的。”

　　张杰坦言，谐波减速器虽然是一个纯机械零件，却是个学科知识的“集大成者”，其中包括的学科有材料学、物理学、动力学、数学等等。

　　浙江双环传动机械股份有限公司张靖博士的观点与张杰颇为相似，他认为技术难点是综合性的，包括整机原理和核心关键设计技术、高精度制造工艺及装配技术、整机性能测试评价及疲劳实验等等，缺一不可。

　　正因为上述各项难点导致国产减速器的一致性较差，产品之间可复制性低。可见，提供规模化且性能可靠的精密减速器部件是我国机器人产业化、自主化的重中之重。精密减速机国产化已经迫在眉睫，是未来发展战略中的大课题。

　　逆袭路上：国产减速器奋起直追

　　国产减速器各路英豪为摆脱这份“英雄气短”，纷纷卯足了劲奋起直追，使出应对减速器市场风云变幻的杀手锏。

　　徐志根透露配天通过对加工工艺的不断改进，目前已经实现了部分减速器的小批量生产，无论从精度、效率、温升、可靠性上都达到了国际同类产品的水平。另外，配天还自行设计了减速器测试平台。

　　在谐波减速器的突破上，张杰称谐波减速器的趋势必然是越来越轻，越来越小，性能越来越强。他表示目前企业最需要的就是“坚持”，“选择细分领域做深入的研究和开发，希望在常规标准化产品之外，为一些使用不了标准产品的客户提供非标定制服务”。他认为电机和谐波减速器一体化的趋势已经非常明显了。

　　有业内人士也认为国产减速器企业想在外企的老路上超越是不太可能的，除非有颠覆性的技术。因此他比较期待有颠覆性的产品实现替代，“电机和减速器一体化”正是其中一种颠覆方式。

　　姜勤安同意电机与减速机一体化确实能让减速器行业前进一步，这一技术在精度，稳定性和减重量降体积等方面都有积极作用。

　　姜勤安称苏州奇步研发的QB构型减速器从结构上优化了内部受力，使材料承受压力降至RV构型的一半，因此在对材料没有那么高要求的情况下也能满足所需。结构上的合理布置使得内部发热小、磨损小，传动效率更高，载荷更大，精度也能长久保持，而更适合高转速伺服电机驱动。

　　姜勤安表示未来可能会出现精度可调结构的减速器，即减速器在经过数年磨损后通过调节结构来恢复至出厂精度，使减速机不再是易耗品。

　　在RV减速器领域，吴长鸿信心满满地说：“其实RV并没有外界想象的那么难研发，突破我认为指日可待。”

　　张靖预测机器人用减速器的未来趋势肯定是高精度、高可靠性、更好的抗冲击特性、体积更小、成本更低，机-电-控结合的模块化。“双环传动目前对以上核心技术有充分的认识和准备，我们会积极拓展新产品，稳扎稳打做好现在，布局未来。”

　　据悉，国内做工业机器人减速器的企业不止50家，但其中产品面世或者批量化生产的企业不过二十余家。相信随着国内一批秉承“实干”精神的品牌企业的建立，国内外市场将越来越开阔，我国减速器在国际市场上的竞争力也会越来越强，机器人核心部件生产和应用将迎来黄金发展机遇期。