文/新戰(zhàn)略機(jī)器人全媒體記者 潘鳳儀
背景直擊：國內(nèi)RV求遠(yuǎn)大于供
減速器最早是德國人勞倫茲勃朗提出的一種少齒行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，也被稱為擺線針輪行星齒輪傳動(dòng)。而RV傳動(dòng)是由傳統(tǒng)的擺線行星傳動(dòng)發(fā)展而來，具有結(jié)構(gòu)緊湊、壽命長(zhǎng)、重量輕、傳動(dòng)比大，振動(dòng)小，體積小的優(yōu)點(diǎn)。工業(yè)機(jī)器人通常要執(zhí)行重復(fù)的動(dòng)作，以完成相同的工序；為了保證工業(yè)機(jī)器人在運(yùn)行期間能夠可靠地完成工序任務(wù)以及工藝質(zhì)量，這對(duì)工業(yè)機(jī)器人的定位精度和重復(fù)定位精度要求特別的高，由此一來RV減速器滿足了機(jī)器人高精準(zhǔn)運(yùn)作的要求，自然成為了機(jī)器人所有核心零部件中最關(guān)鍵的部分。
據(jù)了解，工業(yè)機(jī)器人第一關(guān)節(jié)到第四關(guān)節(jié)通常使用RV減速器，輕載機(jī)器人第五關(guān)節(jié)和第六關(guān)節(jié)可以使用諧波減速器，而重載機(jī)器人則全部需要RV減速器。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，1臺(tái)工業(yè)機(jī)器人平均需要4.5個(gè)RV減速器，銷量20萬臺(tái)機(jī)器人，則需要90萬臺(tái)RV減速器。而且RV減速器作為工業(yè)機(jī)器人的核心部件，占工業(yè)機(jī)器人成本的比重高達(dá)30%以上。由此可見，RV減速器市場(chǎng)的重要性不言而喻。
目前中國市場(chǎng)的RV減速器基本被進(jìn)口品牌所壟斷，這是制約我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。根據(jù)新戰(zhàn)略機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所數(shù)據(jù)表明，我國涉及RV減速器的相關(guān)企業(yè)數(shù)量不下30家，但真正有產(chǎn)品面試的僅有10余家，其中做到批量化生產(chǎn)的更加屈指可數(shù)。面對(duì)這種國內(nèi)需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國內(nèi)供求的現(xiàn)狀，我們有必要來淺析一下國內(nèi)發(fā)展精密RV減速器需要面對(duì)哪些投資風(fēng)險(xiǎn)。
剪不斷，理還亂-----工藝精準(zhǔn)度難度高
RV減速器是在擺線針輪行星傳動(dòng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的的一種新型傳動(dòng)。目前在工業(yè)機(jī)器人機(jī)械手轉(zhuǎn)臂、旋轉(zhuǎn)軸上占有主導(dǎo)地位。基于RV減速器的高剛度，高回轉(zhuǎn)精度，重載工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)都采用RV減速器。從RV減速器產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)剖析其主要分為兩級(jí)：第一級(jí)為漸開線圓柱齒輪行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和第二級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；第二級(jí)擺線針輪傳動(dòng)主要構(gòu)件包括轉(zhuǎn)臂曲柄、擺線輪、針齒殼。今天我們先來了解一下核心零構(gòu)件中目前工藝上的痛點(diǎn)。
一．?dāng)[線針輪鋼材加工困難
擺線輪零件的材料是軸承鋼GCr15,尺寸精度、形位公差達(dá)到5-6級(jí)的高精度，粗糙值數(shù)值要求低于Ra0.8或者Ra0.4;擺線齒廓曲線要求修形精準(zhǔn)，齒廓周節(jié)公差0.03mm，周節(jié)累計(jì)公差0.075mm;為了保證擺線輪齒廓的強(qiáng)度、硬度要求，齒部需要猝火熱處理，硬度為HRC60-64。擺線輪零件的加工目前仍需要更長(zhǎng)時(shí)間去對(duì)其結(jié)構(gòu)原理、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、材料、強(qiáng)度、制造工藝以及應(yīng)用特點(diǎn)展開更為全面的實(shí)驗(yàn)分析研究，這需要更長(zhǎng)一段時(shí)間去追上國內(nèi)外的技術(shù)差距。
二、軸承受重過大，磨損增大
軸承受壓圖
不止技術(shù)壓制，專利也掣手掣腳
眾所周知減速器的研發(fā)技術(shù)屬于高智能的科技應(yīng)用領(lǐng)域，專利對(duì)于國內(nèi)的減速器發(fā)展來講至關(guān)重要，專利受制于外，好比被外邦綁手綁腳，發(fā)展受限。
目前RV減速器領(lǐng)域領(lǐng)頭企業(yè)莫過于日本納博特斯克。納博特斯克1980年代就取得了精密擺線針輪RV減速機(jī)專利，并于1986年開始批量生產(chǎn)。由此看來針對(duì)減速器，國外是很早就有了技術(shù)占領(lǐng)的戰(zhàn)略決策，其專利保護(hù)意識(shí)劇強(qiáng)。根據(jù)全球?qū)＠暾?qǐng)量來看，日本籍申請(qǐng)人最多，除了在本國大量申請(qǐng)專利外，還在美國、歐洲、中國大量申請(qǐng)專利，并保持了每年一定數(shù)量的的申請(qǐng)量，這不得不影響我們國內(nèi)自己的研發(fā)進(jìn)程。研發(fā)時(shí)間上我們可能輸在起跑線上，但是專利保護(hù)的意識(shí)我國必須需要高度重視起來，這也是我們擺脫“受制于人”這種困局的重要出路之一。
市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)旋渦巨大，國產(chǎn)品牌認(rèn)知度低
據(jù)悉日本納博特斯克的精密減速機(jī)RV累計(jì)已向全球銷售400 萬臺(tái)，全球市場(chǎng)占有率穩(wěn)居60%，持續(xù)保持世界第一。作為工業(yè)機(jī)器人最為重要的市場(chǎng)，納博特斯克在中國的布局分外明顯。
2010年在上海成立納博特斯克傳動(dòng)設(shè)備貿(mào)易有限公司；2013年跟上海機(jī)電合資成立上海成立納博特斯克傳動(dòng)設(shè)備有限公司；2015年在常州建立減速機(jī)制造工廠，2016年開始投產(chǎn)，規(guī)劃年產(chǎn)能20萬臺(tái)。如此清晰的計(jì)劃部署，市場(chǎng)份額不斷被搶占，我們是不是還能繼續(xù)站在原地，思前顧后？
當(dāng)前，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)還存在著對(duì)國產(chǎn)品牌不信任的意識(shí)。這種不信任不能責(zé)怪國產(chǎn)企業(yè)不給本土企業(yè)試錯(cuò)的機(jī)會(huì)，而是諸多原因造成的。一方面，國外的RV減速器的確在性能上有著明顯的優(yōu)勢(shì)，無論是機(jī)器人本體企業(yè)還是終端應(yīng)用企業(yè)都有著自我優(yōu)化和自我利益保護(hù)的意識(shí)，因此選擇可靠的產(chǎn)品是當(dāng)前形勢(shì)所需。其次，國產(chǎn)RV減速器尚需要經(jīng)歷較長(zhǎng)一段時(shí)間的歷練，但這種完善的過程只有在試運(yùn)行的基礎(chǔ)上完成。最后，隨著國內(nèi)減速器的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)也逐漸凸顯，追求價(jià)格而非性能的產(chǎn)業(yè)怪病也將蔓延到RV減速器行業(yè)，這勢(shì)必影響國產(chǎn)RV減速器的市場(chǎng)化進(jìn)程。
目前中國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正式開始跨入全面普及階段，已經(jīng)由鼓勵(lì)量的增長(zhǎng)往質(zhì)的飛越過度，未來2-3年內(nèi)不可避免的經(jīng)歷一番整合和洗牌，這對(duì)于國內(nèi)缺乏核心技術(shù)的企業(yè)來講更是憂愁。面對(duì)內(nèi)憂外患的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，我們?cè)撊绾瘟?zhēng)上游，免受淹沒？
成本控制不力，脫困尚需時(shí)日
一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人的成本結(jié)構(gòu)大致如：本體22%，伺服系統(tǒng)25%、減速器38%、控制系統(tǒng)10%以及其他5%，其中減速器所占據(jù)的成本比例最大。例如納博特斯克售出一款RV80E款型減速器大概需要1萬左右（小批量情況下單價(jià)），與國內(nèi)其他產(chǎn)品相比較價(jià)差并非太過明顯。上海納博特斯克傳動(dòng)設(shè)備有限公司董事/副總經(jīng)理?xiàng)钴妼?duì)新戰(zhàn)略機(jī)器人全媒體記者表示，“減速器的價(jià)格與銷售數(shù)量有著重要關(guān)系。近年來，隨著中國機(jī)器人市場(chǎng)的發(fā)展及策略調(diào)整，納博特斯克的減速機(jī)在日本本土和中國的銷售價(jià)格差距已經(jīng)明顯壓縮，大約在1.5—2倍左右。”
顯然，國內(nèi)減速器采購價(jià)并不占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，而在機(jī)器性能對(duì)比差距較為凸顯的情況下，減速器的成本控制已然成為考驗(yàn)國內(nèi)減速器制造商的一大難題。
綜上，面對(duì)工藝技術(shù)的難點(diǎn)以及專利申請(qǐng)、成本控制、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等等都是現(xiàn)在我國RV發(fā)展存在的困境，未來我國RV減速器的發(fā)展又將呈現(xiàn)怎樣的發(fā)展，我們翹首以盼。
