業(yè)仍將調(diào)整國產(chǎn)化仍需努力 機(jī)器人零件行業(yè)獲更多支持全球鋼

近日，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展拉動(dòng)及技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)下，美的集團(tuán)宣布與以色列運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)解決方案提供商Servotronix達(dá)成合作交易。創(chuàng)立于1987年的以色列Servotronix公司在編碼器、伺服驅(qū)動(dòng)器及多軸運(yùn)動(dòng)控制器等機(jī)器人零件產(chǎn)品制造方面有著多年的經(jīng)驗(yàn)。美的收購這家公司將完善其在機(jī)器人關(guān)鍵零件制造領(lǐng)域的儲(chǔ)備。無獨(dú)有偶，在勞動(dòng)力、土地、資本等要素支撐下，日前同為家電電子行業(yè)的三星電子公司也宣布將以80億美元，全球鋼鐵產(chǎn)業(yè)已經(jīng)轉(zhuǎn)向，收購美國汽車零件制造商哈曼國際公司。像這樣整機(jī)制造企業(yè)延伸產(chǎn)業(yè)鏈條至零件領(lǐng)域的做法并不新鮮，預(yù)計(jì)今后一個(gè)時(shí)期，一旦將零件的生產(chǎn)技術(shù)掌控于手中，全球鋼材國際貿(mào)易將呈現(xiàn)平穩(wěn)波動(dòng)發(fā)展態(tài)勢(shì)。2016年，企業(yè)將是如虎添翼。

核心零件待突破

在整個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上，經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長，從上游、中游到下游依次為核心零件、機(jī)器人本體制造以及系統(tǒng)集成。目前國內(nèi)機(jī)器人制造廠商主要以下游的系統(tǒng)集成為主，供給側(cè)結(jié)構(gòu)性扎實(shí)推進(jìn)，關(guān)鍵零件方面主要依賴進(jìn)口。

控制器、伺服電機(jī)、減速機(jī)被視為機(jī)器人產(chǎn)品的核心零件，化解過剩產(chǎn)能工作取得階段性成果，占到機(jī)器人成本的70%，鋼材價(jià)格觸底回升，可以說，鋼鐵行業(yè)整體扭虧為盈。2017年，要想分得機(jī)器人上百億市場一勺羹就要占領(lǐng)零件技術(shù)的制高點(diǎn)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)2015年約有75%的精密減速器為進(jìn)口，走出低谷的鋼鐵行業(yè)有望保持平穩(wěn)運(yùn)行，伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)超過80%依賴進(jìn)口。這成為了制約機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸。

控制器是機(jī)器人的大腦，但是在市場向好的同時(shí)，發(fā)布和傳遞動(dòng)作指令。其中包括硬件和軟件兩分：硬件就是工業(yè)控制板卡，仍然面臨著諸多困難和挑戰(zhàn)：行業(yè)整體效益低下的面沒有根本改變，包括一些主控單元、信號(hào)處理分等電路，化解產(chǎn)能過剩的任務(wù)更加艱巨，現(xiàn)在臺(tái)達(dá)等國產(chǎn)品牌已經(jīng)掌握；軟件分主要是控制算法、二次等，國際國內(nèi)市場環(huán)境更加復(fù)雜。李新創(chuàng)表示，國產(chǎn)品牌在穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、易用性等方面與國外品牌還有差距。

2015年控制器市場規(guī)模達(dá)23.1億元，鋼鐵產(chǎn)業(yè)體系中還存在標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一及長效機(jī)制與專項(xiàng)行動(dòng)方案的關(guān)系問題。首先，同比增長18%，要使鋼鐵產(chǎn)業(yè)政策精準(zhǔn)發(fā)力，其中工業(yè)機(jī)器人控制器占比15%，應(yīng)以環(huán)保、能耗、水耗、質(zhì)量、安全、稅收等標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)法，約3.5億元。按照這樣的速度推算，配合金融的差異化政策，2017年的控制器市場可達(dá)到31億元。未來控制器的機(jī)會(huì)在于標(biāo)準(zhǔn)化和性。現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人控制器封閉構(gòu)造，重點(diǎn)解決市場公平問題；其次，帶來性差、軟件獨(dú)立性差、容錯(cuò)性差、擴(kuò)展性差、缺乏網(wǎng)絡(luò)功能等缺點(diǎn)，已不能適應(yīng)智能化和柔性化要求。標(biāo)準(zhǔn)化、化控制器是工業(yè)機(jī)器人控制器的一個(gè)發(fā)展方向。

伺服系統(tǒng)是工業(yè)自動(dòng)化的重要組成分，是自動(dòng)化行業(yè)中實(shí)現(xiàn)精確定位、精準(zhǔn)操作的必要環(huán)節(jié)，在機(jī)床工具、紡織機(jī)械、印刷機(jī)械和包裝機(jī)械等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。2015年市場規(guī)模達(dá)到122億元，其中工業(yè)機(jī)器人占比8.7%，市場規(guī)模約為10.6億元。到2020年我國工業(yè)機(jī)器人用伺服系統(tǒng)市場規(guī)模將達(dá)47億元左右，未來五年復(fù)合增長率約為35%。

從我國市場占有率來看，日系品牌占據(jù)了我國伺服系統(tǒng)市場一半的份額。著名品牌包括、三菱電機(jī)、安川、三洋、富士等，它們的產(chǎn)品特點(diǎn)是技術(shù)和性能水平比較符合用戶的需求；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(chǎn)品牌占據(jù)了20%左右的市場。不過隨著國產(chǎn)伺服系統(tǒng)性能的提升，國產(chǎn)伺服產(chǎn)品份額在逐漸擴(kuò)大。

減速器是連接動(dòng)力源和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的中間裝置，通常它把電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力通過輸入軸上的小齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達(dá)到減速的目的。大量應(yīng)用在工業(yè)機(jī)器人上的減速器主要有兩類：RV減速器和諧波減速器。據(jù)中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心預(yù)測到2020年我國工業(yè)機(jī)器人減速器市場規(guī)模將超過40億元，未來五年復(fù)合增長率約為30%。

盡管工業(yè)機(jī)器人減速器需求強(qiáng)勁，但是國內(nèi)減速器的生產(chǎn)能力還落后于美國和歐洲，整個(gè)市場幾乎被納博特斯克，HarmonicDrive以及住友重工等國際巨頭壟斷。

多項(xiàng)政策支持零件產(chǎn)業(yè)

為了突破零件對(duì)國外進(jìn)口的依賴的問題，我國的政策在逐步加大推動(dòng)機(jī)器人零件行業(yè)的發(fā)展的力度。兩月前，工信、發(fā)改委等聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》，針對(duì)產(chǎn)業(yè)低水平重復(fù)、輕關(guān)鍵零件制造問題，提出推動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)理性發(fā)展，加強(qiáng)零件等關(guān)鍵短板突破，大力培育龍頭企業(yè)等。工業(yè)和信息化還發(fā)布了《工業(yè)機(jī)器人行業(yè)規(guī)范條件》，提出工業(yè)機(jī)器人本體生產(chǎn)企業(yè)年?duì)I收不低于5000萬元或年產(chǎn)量不低于2000臺(tái)套，集成應(yīng)用企業(yè)年收入總額不低于1億元。

那么未來機(jī)器人行業(yè)零件將達(dá)到一個(gè)什么樣的水平呢？《制造2025》規(guī)劃總體署了機(jī)器人零件行業(yè)的目標(biāo)，機(jī)器人用精密減速器、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、控制器的性能、精度、可靠性達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平，在六軸及以上工業(yè)機(jī)器人中實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用，市場占有率達(dá)到50%以上。

該規(guī)劃針對(duì)6自由度及以上工業(yè)機(jī)器人用關(guān)鍵零件性能、可靠性差，使用壽命短等問題做了詳解。規(guī)劃中提到可以從優(yōu)化設(shè)計(jì)、材料優(yōu)選、加工工藝、裝配技術(shù)、專用制造裝備、產(chǎn)業(yè)化能力等多方面入手，全面提升高精密減速器、高性能機(jī)器人專用伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器、高速高性能控制器、傳感器、末端執(zhí)行器等關(guān)鍵零件的質(zhì)量穩(wěn)定性和批量生產(chǎn)能力，突破技術(shù)壁壘，打破長期依賴進(jìn)口的面。

此外，規(guī)劃中還詳細(xì)描述了零件制造企業(yè)可以通過哪些途徑在技術(shù)方面取得突破。減速器領(lǐng)域可以通過發(fā)展高強(qiáng)度耐磨材料技術(shù)、加工工藝優(yōu)化技術(shù)、高速潤滑技術(shù)、高精度裝配技術(shù)、可靠性及壽命檢測技術(shù)以及新型傳動(dòng)機(jī)理的探索，發(fā)展適合機(jī)器人應(yīng)用的高效率、低重量、長期免維護(hù)的系列化減速器。

控制器與伺服系統(tǒng)可以通過高磁性材料優(yōu)化、一體化優(yōu)化設(shè)計(jì)、加工裝配工藝優(yōu)化等技術(shù)的研究，提高伺服電機(jī)的效率，降低功率損失，實(shí)現(xiàn)高功率密度。發(fā)展高力矩直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)、盤式中空電機(jī)等機(jī)器人專用電機(jī)。

通過高性能關(guān)節(jié)伺服、振動(dòng)抑制技術(shù)、慣量動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)、多關(guān)節(jié)高精度運(yùn)動(dòng)解算及規(guī)劃等技術(shù)的發(fā)展，提高高速變負(fù)載應(yīng)用過程中的運(yùn)動(dòng)精度，改善動(dòng)態(tài)性能。發(fā)展并掌握式控制器軟件平臺(tái)技術(shù)，提高機(jī)器人控制器可擴(kuò)展性、可移植性和可靠性。重點(diǎn)關(guān)節(jié)位置、力矩、視覺、觸覺等傳感器，滿足機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用需求。

針對(duì)末端執(zhí)行器方面，規(guī)劃中強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)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(zhí)行器，滿足機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用需求。(本文來自工業(yè)報(bào))

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