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另根據(jù)MIRDATA統(tǒng)計，國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人品牌在國內(nèi)的出貨量市占率從2020年29%提升至2021第一季度到第三季度的31%，已經(jīng)達(dá)到國產(chǎn)替代的臨界點(diǎn)。臨界點(diǎn)產(chǎn)業(yè)生命周期線上的一個拐點(diǎn)，發(fā)展條件具備了可以超越上行，反之則原地徘徊。

4、需要具備什么條件才能突破臨界點(diǎn)上行

發(fā)展工業(yè)機(jī)器人當(dāng)務(wù)之急是翻越“三座大山”，這“三座大山”是工業(yè)機(jī)器人的核心零部件，分別是減速器，伺服電機(jī)和控制器。

從機(jī)器人成本構(gòu)成來看，這三部件成本占70%左右，即減速器占成本構(gòu)成35%左右，伺服電機(jī)占23%左右，控制器占12%左右，而機(jī)械加工本體約占20%左右，其他10%則是應(yīng)用。如前文提及，三大核心零部件被國外品牌所控制。國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市占率已經(jīng)達(dá)到了31%的臨界點(diǎn)，但其中約85%的減速器、70%的伺服電機(jī)、超過80%的控制器，仍然需要依賴進(jìn)口。

第一，伺服電機(jī)競爭激烈，國外品牌掌握話語權(quán)。伺服電機(jī)在機(jī)器人中用作執(zhí)行單元，是影響機(jī)器人工作性能的主要因素。伺服電機(jī)主要分為步進(jìn)、交流和直流，機(jī)器人行業(yè)應(yīng)用最多的是交流伺服，約占65%伺服電機(jī)與控制器關(guān)聯(lián)緊密。目前國產(chǎn)伺服系統(tǒng)與國際先進(jìn)水平在動力輸出功率方面大體相同，沒有明顯差距，差距主要體現(xiàn)在響應(yīng)速度、大小和穩(wěn)定性等方面。

目前國內(nèi)伺服電機(jī)市場仍然是以國外品牌為主，主要是來自日本、德國和美國品牌，日本品牌在中小型OEM市場上尤其具有壟斷優(yōu)勢;歐美品牌在高端設(shè)備和生產(chǎn)線比較有競爭力。在運(yùn)動控制性能方面，歐系產(chǎn)品優(yōu)勢更為明顯，尤其在要求高速度和精度的領(lǐng)域。日系伺服產(chǎn)品的穩(wěn)定性較好，可以滿足大部分應(yīng)用領(lǐng)域的需求，尤其是小功率電機(jī)，優(yōu)勢明顯。

我國伺服系統(tǒng)自主配套能力已現(xiàn)雛形，較大規(guī)模的伺服品牌有20余家。國產(chǎn)產(chǎn)品功率范圍多在22kW以內(nèi)，技術(shù)路線上與日系產(chǎn)品接近。相比之下，國產(chǎn)伺服品牌起步較晚，多是以原步進(jìn)產(chǎn)品的供應(yīng)商及數(shù)控產(chǎn)品提供商發(fā)展而來，以低端市場為主要競爭格局，近幾年國產(chǎn)伺服產(chǎn)品銷售業(yè)績也是處在逐步上升的態(tài)勢。

第二，減速機(jī)市場壟斷程度較高，國產(chǎn)減速機(jī)無法實(shí)現(xiàn)全面進(jìn)口替代。減速機(jī)用來精確控制機(jī)器人動作，傳輸更大的力矩。分為兩種，安裝在機(jī)座、大臂、肩膀等重負(fù)載位置的RV減速機(jī)和安裝在小臂、腕部或手部等輕負(fù)載位置的諧波減速機(jī)。

減速機(jī)在三大核心部件中的制造難度最高，核心難點(diǎn)主要在于精密加工、齒面熱處理、裝配精度、大規(guī)模生產(chǎn)與檢測等工藝環(huán)節(jié)上，這恰恰是我國制造業(yè)基礎(chǔ)配套體系中最薄弱的部分，需要長期的經(jīng)驗(yàn)積累。

與國外產(chǎn)品相比，國產(chǎn)減速器尤其是大中型減速器，在使用壽命及穩(wěn)定性上有較大差距，剛剛投入使用時各項(xiàng)性能接近國外產(chǎn)品，但隨著一段時間的使用后磨損加劇，出現(xiàn)漏油，以及精度、剛度等指標(biāo)有所下降，這種不穩(wěn)定性使得國產(chǎn)減速器大多只能應(yīng)用于中低端市場，很難進(jìn)入國際一線工業(yè)機(jī)器人品牌的供應(yīng)鏈。

減速器作為純粹的機(jī)械零件，核心技術(shù)與工業(yè)機(jī)器人并不相關(guān)，因此包括ABB、發(fā)那科、安川、庫卡在內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人巨頭均不自研減速器，全面依賴對外采購。目前市場常見的兩大類RV減速器和諧波減速器市場，主要由日系廠商供貨，其中納博特斯克與哈默納科兩家日本公司分別在RV減速器領(lǐng)域和諧波減速器領(lǐng)域處于高度壟斷地位。

國產(chǎn)減速器廠商近年來有一定的進(jìn)步，近年來逐步開始進(jìn)入國際主流機(jī)器人廠商進(jìn)行測試，有望在未來1-2年內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速放量。而在RV減速器領(lǐng)域，由于其復(fù)雜且精密的機(jī)械結(jié)構(gòu)，加工難度較大，國產(chǎn)RV減速器廠商與日系品牌還有很大差距。

第三，控制器國內(nèi)外差距相對較小?？刂破魇菣C(jī)器人的大腦，負(fù)責(zé)控制整臺機(jī)器人的運(yùn)動，核心技術(shù)集中于軟件算法?？刂破髯钅荏w現(xiàn)各個廠商的調(diào)教水平與風(fēng)格，一般由機(jī)器人廠家自主設(shè)計研發(fā)，是各個機(jī)器人廠商的“軟實(shí)力”。

對于硬件和軟件兩部分：硬件就是工業(yè)控制板卡，包括一些主控單元、信號處理部分等電路，國產(chǎn)品牌已經(jīng)掌握;軟件部分主要是控制算法、二次開發(fā)等，國產(chǎn)品牌在穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、易用性等還有差距。

控制器的問題在于，由于其“神經(jīng)中樞”的地位和門檻相對較低，成熟機(jī)器人廠商一般自行開發(fā)控制器，以保證穩(wěn)定性和維護(hù)技術(shù)體系。因此控制器的市場份額基本跟機(jī)器人本體一致。

國內(nèi)部分知名的機(jī)器人制造企業(yè)均已實(shí)現(xiàn)了控制器的自主生產(chǎn)。與國際先進(jìn)水平相比，國產(chǎn)控制器還存在較大差距，主要體現(xiàn)在核心底層算法上，例如參數(shù)自整定，抑震算法，轉(zhuǎn)矩波動補(bǔ)償?shù)?，?dǎo)致國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人精確性、穩(wěn)定性、故障率和易用性等關(guān)鍵指標(biāo)不如國外產(chǎn)品。

當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人需要實(shí)現(xiàn)的動作愈加復(fù)雜，想要在高速的運(yùn)動中實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的控制，其背后需要的是長期的多軸聯(lián)動控制技術(shù)積累，控制器必須足夠“聰明”，而先進(jìn)核心算法的缺失使國產(chǎn)控制器要想從“能用”到“好用”還有很長的路要走。

形象地講，如果工業(yè)機(jī)器人是一片連綿的山脈，“三座大山”僅僅是其中幾個山頭，此外還有材料、工藝、軟件、算法等諸多“險峰”。如果我們看得更長遠(yuǎn)些，還有核心部件的核心部件、關(guān)鍵制造設(shè)備、以及使用關(guān)鍵設(shè)備的工藝與技術(shù)等一系列難題均需攻克。

來源：網(wǎng)絡(luò)

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