近期，美的集團宣布與以色列運動控制系統解決方案提供商Servotronix達成戰略合作交易。創立于1987年的以色列Servotronix公司在編碼器、伺服驅動器及多軸運動控制器等機器人零部件產品制造方面有著多年的經驗。美的收購這家公司將完善其在機器人關鍵零部件制造領域的戰略儲備。無獨有偶，日前同為家電電子行業的三星電子公司也宣布將以80億美元，收購美國汽車零部件制造商哈曼國際公司。像這樣整機制造企業延伸產業鏈條至零部件領域的做法并不新鮮，一旦將零部件的生產技術掌控于手中，企業將是如虎添翼。
三大核心零部件待突破
在整個機器人產業鏈上，從上游、中游到下游依次為核心零部件、機器人本體制造以及系統集成。目前國內機器人制造廠商主要以下游的系統集成為主，關鍵零部件方面主要依賴進口。
控制器、伺服電機、減速機被視為機器人產品的三大核心零部件，占到機器人成本的70％，可以說，要想分得機器人上百億市場一勺羹就要占領零部件技術的制高點。
據統計2015年約有75％的精密減速器為進口，伺服電機和驅動超過80％依賴進口。這成為了制約中國機器人產業發展的主要瓶頸。
控制器是機器人的大腦，發布和傳遞動作指令。其中包括硬件和軟件兩部分：硬件就是工業控制板卡，包括一些主控單元、信號處理部分等電路，現在臺達等國產品牌已經掌握；軟件部分主要是控制算法、二次開發等，國產品牌在穩定性、響應速度、易用性等方面與國外品牌還有差距。
2015年中國控制器市場規模達23．1億元，同比增長18％，其中工業機器人控制器占比15％，約3．5億元。按照這樣的速度推算，2017年的控制器市場可達到31億元。未來控制器的機會在于標準化和開放性。現有的工業機器人控制器封閉構造，帶來開放性差、軟件獨立性差、容錯性差、擴展性差、缺乏網絡功能等缺點，已不能適應智能化和柔性化要求。開發標準化、開放化控制器是工業機器人控制器的一個發展方向。
伺服系統是工業自動化的重要組成部分，是自動化行業中實現精確定位、精準操作的必要環節，在機床工具、紡織機械、印刷機械和包裝機械等領域得到廣泛應用。2015年市場規模達到122億元，其中工業機器人占比8．7％，市場規模約為10．6億元。到2020年我國工業機器人用伺服系統市場規模將達47億元左右，未來五年復合增長率約為35％。
從我國市場占有率來看，日系品牌占據了我國伺服系統市場一半的份額。著名品牌包括松下、三菱電機、安川、三洋、富士等，它們的產品特點是技術和性能水平比較符合中國用戶的需求；歐美品牌占比25％，美國以羅克韋爾、丹納赫、帕光等聞名，而德國則擁有西門子、倫茨、博世力士樂、施耐德等品牌。國產品牌占據了20％左右的市場。不過隨著國產伺服系統性能的提升，國產伺服產品份額在逐漸擴大。
減速器是連接動力源和執行機構之間的中間裝置，通常它把電動機、內燃機等高速運轉的動力通過輸入軸上的小齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的。大量應用在工業機器人上的減速器主要有兩類：RV減速器和諧波減速器。據中投顧問產業研究中心預測到2020年我國工業機器人減速器市場規模將超過40億元，未來五年復合增長率約為30％。
盡管中國工業機器人減速器需求強勁，但是國內減速器的生產能力還落后于美國和歐洲，整個市場幾乎被納博特斯克，Harmonic Drive以及住友重工等國際巨頭壟斷。
多項政策支持零部件產業
為了突破零部件對國外進口的依賴的問題，我國的政策在逐步加大推動機器人零部件行業的發展的力度。兩月前，工信部、發改委等聯合印發《關于促進機器人產業健康發展的通知》，針對產業低水平重復建設、輕關鍵零部件制造問題，提出推動機器人產業理性發展，加強零部件等關鍵短板突破，大力培育龍頭企業等。工業和信息化部還發布了《工業機器人行業規范條件》，提出工業機器人本體生產企業年營收不低于5000萬元或年產量不低于2000臺套，集成應用企業年收入總額不低于1億元。
那么未來機器人行業零部件將達到一個什么樣的水平呢？《中國制造2025》規劃總體部署了機器人零部件行業的目標，機器人用精密減速器、伺服電機及驅動器、控制器的性能、精度、可靠性達到國外同類產品水平，在六軸及以上工業機器人中實現批量應用，市場占有率達到50％以上。
該規劃針對6自由度及以上工業機器人用關鍵零部件性能、可靠性差，使用壽命短等問題做了詳解。規劃中提到可以從優化設計、材料優選、加工工藝、裝配技術、專用制造裝備、產業化能力等多方面入手，全面提升高精密減速器、高性能機器人專用伺服電機和驅動器、高速高性能控制器、傳感器、末端執行器等五大關鍵零部件的質量穩定性和批量生產能力，突破技術壁壘，打破長期依賴進口的局面。
此外，規劃中還詳細描述了零部件制造企業可以通過哪些途徑在技術方面取得突破。減速器領域可以通過發展高強度耐磨材料技術、加工工藝優化技術、高速潤滑技術、高精度裝配技術、可靠性及壽命檢測技術以及新型傳動機理的探索，發展適合機器人應用的高效率、低重量、長期免維護的系列化減速器。
控制器與伺服系統可以通過高磁性材料優化、一體化優化設計、加工裝配工藝優化等技術的研究，提高伺服電機的效率，降低功率損失，實現高功率密度。發展高力矩直接驅動電機、盤式中空電機等機器人專用電機。
通過高性能關節伺服、振動抑制技術、慣量動態補償技術、多關節高精度運動解算及規劃等技術的發展，提高高速變負載應用過程中的運動精度，改善動態性能。發展并掌握開放式控制器軟件開發平臺技術，提高機器人控制器可擴展性、可移植性和可靠性。重點開發關節位置、力矩、視覺、觸覺等傳感器，滿足機器人產業的應用需求。
針對末端執行器方面，規劃中強調重點開發抓取與操作功能的多指靈巧手和具有快換功能的夾持器等末端執行器，滿足機器人產業的應用需求。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
