工業(yè)機(jī)器人主要包括控制系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)及本體機(jī)械結(jié)構(gòu)三大部分。減速機(jī)是動(dòng)力系統(tǒng)子結(jié)構(gòu)傳動(dòng)裝置的核心零部件，其主要功能是達(dá)到減速增矩的作用。減速機(jī)是工業(yè)機(jī)器人制造中的技術(shù)壁壘最高的核心零部件，根據(jù)相關(guān)企業(yè)的成本統(tǒng)計(jì)，減速機(jī)在機(jī)器人制造成本中占比在33%-38%之間。


一、機(jī)器人減速機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、寡頭壟斷 日本企業(yè)一枝獨(dú)秀

工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)器人減速機(jī)市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)，但從全球的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，日本企業(yè)把控了80%以上的市場(chǎng)份額，可謂是機(jī)器人減速機(jī)領(lǐng)域的絕對(duì)霸主，而其中僅納博特斯克這一家公司的市場(chǎng)份額就已經(jīng)達(dá)到了60%左右。


全球減速機(jī)市場(chǎng)企業(yè)格局(單位：%)

2、奮起直追 國(guó)內(nèi)企業(yè)研發(fā)加速

雖然起步晚，但國(guó)內(nèi)機(jī)器人減速機(jī)生產(chǎn)企業(yè)近年來(lái)也加大了研發(fā)的力度，并取得了一定的進(jìn)展，發(fā)展較好的企業(yè)主要包括秦川機(jī)床、力克精密、雙環(huán)傳動(dòng)等等，但總體來(lái)看，國(guó)內(nèi)企業(yè)的機(jī)器人減速機(jī)量產(chǎn)之路還有待觀望，除了企業(yè)自身規(guī)劃發(fā)展以及技術(shù)突破之外，還有賴(lài)于未來(lái)國(guó)內(nèi)機(jī)器人企業(yè)的發(fā)展。


3、2025年機(jī)器人減速機(jī)需求量

根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研，一般情況下通用工業(yè)機(jī)器人有4-6個(gè)自由度，需要的減速器個(gè)數(shù)為4-6個(gè)。取中間值，假定我國(guó)工業(yè)機(jī)器人平均需要減速器5臺(tái)，減速機(jī)存量替換量為5%，結(jié)合我國(guó)近年來(lái)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)售量以及保有量，測(cè)算出2016年我國(guó)機(jī)器人減速機(jī)的市場(chǎng)需求量在52萬(wàn)臺(tái)左右。結(jié)合工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)相關(guān)的發(fā)展預(yù)測(cè)所得出的工業(yè)機(jī)器人未來(lái)的銷(xiāo)售量和保有量，以及減速機(jī)平均需求量(考慮到工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用范圍的夸擴(kuò)大以及小型化發(fā)展，綜合各方觀點(diǎn)，認(rèn)為工業(yè)機(jī)器人減速機(jī)平均需求量將會(huì)呈下降趨勢(shì))，可以預(yù)測(cè)到2020年我國(guó)機(jī)器人減速機(jī)需求量約為74萬(wàn)臺(tái)，到2025年將達(dá)到105萬(wàn)臺(tái)，市場(chǎng)需求規(guī)模將在77億元左右。

二、國(guó)內(nèi)減速機(jī)行業(yè)面臨的難題

從成本上來(lái)說(shuō)，目前全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的成本構(gòu)成，35%左右是減速器，20%左右是伺服電機(jī)，15%左右是控制系統(tǒng)，機(jī)械加工本體可能只占15%左右，其他的部分主要就是應(yīng)用。可以看出，減速器是制約機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。目前中國(guó)機(jī)器人的核心技術(shù)上還缺乏整體的突破。

關(guān)鍵部件進(jìn)口比例較高，就會(huì)導(dǎo)致國(guó)內(nèi)制造機(jī)器人成本高。特別是減速器，國(guó)內(nèi)企業(yè)購(gòu)買(mǎi)減速器的價(jià)格是國(guó)外企業(yè)的價(jià)格的將近數(shù)倍。這樣國(guó)產(chǎn)機(jī)器人難以形成價(jià)格優(yōu)勢(shì)，只有年產(chǎn)量上500-1000臺(tái)，才有一定的規(guī)模效應(yīng)。因此，中國(guó)如果想要形成機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化， 擺脫國(guó)外機(jī)器人企業(yè)的掣肘，在機(jī)器人領(lǐng)域贏得自主，必須要將減速器國(guó)產(chǎn)化加速提上日程。

RV減速器在國(guó)際上僅有極少數(shù)國(guó)家能生產(chǎn)，最近幾年，雖然國(guó)內(nèi)也有量產(chǎn)的RV減速器，產(chǎn)品性能指標(biāo)短期內(nèi)能達(dá)到要求，但由于質(zhì)量控制和工藝的問(wèn)題，很容易磨損報(bào)廢，所以鮮有國(guó)產(chǎn)機(jī)器人企業(yè)選用。

其實(shí)在“十二五”時(shí)期，國(guó)家“863”計(jì)劃將其列入重點(diǎn)攻克的技術(shù)瓶頸。國(guó)內(nèi)頂尖大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)幾年攻關(guān)也只有論文，沒(méi)有實(shí)物。近兩年隨著工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展有部分企業(yè)開(kāi)始投資研發(fā)國(guó)產(chǎn)RV減速器，目前大多數(shù)處在技術(shù)研發(fā)和攻關(guān)階段。

RV減速器的技術(shù)難點(diǎn)在于該部件需要保證傳遞很大的扭矩，承受很大的過(guò)載沖擊，并保證預(yù)期的工作壽命，因而在設(shè)計(jì)上使用了過(guò)定位結(jié)構(gòu)，這使得零件加工精度要求極高，加工十分困難，機(jī)器人其規(guī)模化生產(chǎn)的重要制約則在于加工設(shè)備和加工工藝。

國(guó)產(chǎn)RV減速器在額定扭矩和傳動(dòng)效率等方面與國(guó)外產(chǎn)品差距較小，但在扭轉(zhuǎn)剛度、傳動(dòng)精度等穩(wěn)定性和精度指標(biāo)方面差距還比較明顯，由于材料和工藝水平差距，耐疲勞強(qiáng)度方面差距也比較明顯。

目前減速器發(fā)展還存在產(chǎn)能擴(kuò)大的瓶頸，涉及收費(fèi)口、管理、技術(shù)等問(wèn)題，日本的減速器出現(xiàn)供貨周期延后的現(xiàn)象，最長(zhǎng)的供貨周期已經(jīng)達(dá)到6個(gè)月以上，日本納博特斯克的供貨周期已從原來(lái)的2-3個(gè)月延長(zhǎng)到現(xiàn)在的4-6個(gè)月，國(guó)產(chǎn)減速器產(chǎn)能不能在很短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)成倍增長(zhǎng)，無(wú)法滿(mǎn)足不斷擴(kuò)大的市場(chǎng)需求。所以擴(kuò)產(chǎn)不僅是國(guó)產(chǎn)減速器面臨的問(wèn)題，也是日本減速器面臨的問(wèn)題之一。


三、國(guó)產(chǎn)減速機(jī)競(jìng)爭(zhēng)格局預(yù)測(cè)

目前，國(guó)內(nèi) RV 減速器廠商歷史供貨業(yè)績(jī)最為飽滿(mǎn)的是南通振康， 2017 年 3 月，其與上海歡顏簽訂 1.5 萬(wàn)臺(tái)供貨合同、 2018 年初，與埃夫特簽訂 3000 臺(tái)供貨單。今年國(guó)內(nèi)減速器廠商紛紛進(jìn)入放量期，繼雙環(huán)傳動(dòng)與埃夫特簽下 1 萬(wàn)臺(tái)采購(gòu)合同后，中大力德拿下伯朗特 3 萬(wàn)臺(tái)需求大單，為目前國(guó)內(nèi)廠商單筆業(yè)務(wù)體量之最。

基于 2018 年各廠商出貨預(yù)期及國(guó)內(nèi)本體制造商 RV 減速器出貨需求，計(jì)算了國(guó)內(nèi)各產(chǎn)商的預(yù)期市占率。2018 年，南通振康預(yù)計(jì)出貨量為 2.5 萬(wàn)臺(tái)，為國(guó)內(nèi)廠商之首，預(yù)計(jì)市占率為 13.10%;雙環(huán)傳動(dòng)及秦川機(jī)床緊隨其后，預(yù)計(jì)出貨量約 2 萬(wàn)臺(tái)，市占率超10%。(考慮到納博與上海機(jī)電合資子公司產(chǎn) RV 減速器下游應(yīng)用領(lǐng)域更廣，且客戶(hù)群體包含四大家族，因此并未直接計(jì)算其市占率。)


2018年國(guó)內(nèi)各廠商出貨量估算


2018年國(guó)內(nèi)各廠商市占率估算

四、國(guó)內(nèi)主要機(jī)器人減速器技術(shù)研發(fā)企業(yè)

1、北京諧波傳動(dòng)

北京諧波傳動(dòng)技術(shù)研究所成立于1983年，具有長(zhǎng)期的關(guān)于諧波齒輪傳動(dòng)技術(shù)的研發(fā)及為用戶(hù)服務(wù)的豐富經(jīng)驗(yàn)，是從事諧波傳動(dòng)及特種傳動(dòng)技術(shù)的研發(fā)銷(xiāo)售的專(zhuān)業(yè)化企業(yè)。經(jīng)多年的研發(fā)實(shí)踐，目前已經(jīng)形成包括XB1系列諧波減速機(jī)、XB2系列諧波減速機(jī)和XB2系列諧波減速機(jī)等整機(jī)及組件產(chǎn)品體系，可以滿(mǎn)足用戶(hù)的各種需求。

2、北京中技克美諧波傳動(dòng)

北京中技克美諧波傳動(dòng)有限責(zé)任公司成立于1994年12月9日，是國(guó)家科技部批準(zhǔn)的"國(guó)家諧波傳動(dòng)技術(shù)研究推廣中心"和"諧波傳動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)工業(yè)性試驗(yàn)基地"，是我國(guó)第一個(gè)專(zhuān)業(yè)從事諧波傳動(dòng)技術(shù)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、服務(wù)的高新技術(shù)實(shí)業(yè)公司。公司集中了我國(guó)多年來(lái)從事諧波傳動(dòng)技術(shù)研究的專(zhuān)家、教授及科技人員，曾主持完成了我國(guó)多項(xiàng)諧波傳動(dòng)科技成果，并獲得了國(guó)家及部委多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)。

3、蘇州綠的諧波傳動(dòng)

蘇州綠的諧波傳動(dòng)科技有限公司是一家從事精密諧波傳動(dòng)裝置的研發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的專(zhuān)業(yè)化公司，擁有10000m2的標(biāo)準(zhǔn)廠房，主要生產(chǎn)、檢驗(yàn)設(shè)備均采用目前世界一流的先進(jìn)設(shè)備。在諧波傳動(dòng)領(lǐng)域已擁有12項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利和19項(xiàng)實(shí)用新型專(zhuān)利，是即將實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《機(jī)器人用諧波齒輪減速器》的主要編制起草方。

4、上海機(jī)電

上海機(jī)電股份有限公司是一家引領(lǐng)中國(guó)機(jī)電裝備制造企業(yè)快速發(fā)展的大型上市公司，是其母公司中國(guó)最大的裝備制造業(yè)集團(tuán)。上海機(jī)電于1992年在上海證券交易所上市，公司業(yè)務(wù)涉及電梯制造、冷凍空調(diào)設(shè)備制造、印刷包裝機(jī)械制造、等七大領(lǐng)域。2011年5月，上海機(jī)電以現(xiàn)金增資入股納博傳動(dòng)51%股權(quán)，共同合作機(jī)器人項(xiàng)目，開(kāi)發(fā)精密減速機(jī)。目前，公司年銷(xiāo)售收入110億元。

5、上海力克精密

力克精密成立于1998年，系專(zhuān)業(yè)制造齒輪廠商，于2013年研發(fā)RV減速器，2015年正式推出LKRV-E、LKRV-C、LKRV-N、LKRV-S共4大系列精密控制減速器產(chǎn)品，與國(guó)內(nèi)大部分本體廠家如埃斯頓和廣州啟帆合作，并可向廠商供貨試用。力克精密的RV減速器型號(hào)齊全，系作為國(guó)內(nèi)唯一一家可以實(shí)現(xiàn)替代日本全系列減速器的企業(yè)。

6、秦川發(fā)展

齒輪加工、精密制造兩大優(yōu)勢(shì)是秦川發(fā)展進(jìn)入工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器領(lǐng)域的重要支撐。秦川發(fā)展既提供齒輪加工裝備，還從事齒輪加工，并且齒輪加工精度在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。此外，秦川發(fā)展對(duì)箱體、軸等其他各種零件的精密加工能力也十分突出。這些都與公司做磨齒機(jī)出身有關(guān)，因?yàn)槟X機(jī)在機(jī)床中精度要求最高。目前，秦川發(fā)展有一條齒輪自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)，可為機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器批量化生產(chǎn)零件。

7、山東帥克

山東帥克成立于2005年6月29日，是“中國(guó)農(nóng)機(jī)零部件協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)單位”以及“中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟協(xié)會(huì)理事單位”。主要從事大型農(nóng)業(yè)裝備核心部件、工業(yè)機(jī)器人、諧波減速器、RV減速器、機(jī)器人系統(tǒng)集成設(shè)備等產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)銷(xiāo)售。擁有工業(yè)機(jī)器人及關(guān)鍵核心零部件(諧波減速器、RV減速器)的研發(fā)制造技術(shù)，研發(fā)目前已達(dá)到國(guó)內(nèi)首創(chuàng)、世界先進(jìn)水平。

8、浙江恒豐泰

浙江恒豐泰以減速機(jī)、攪拌設(shè)備為主導(dǎo)產(chǎn)品，相繼拓展延伸到升降設(shè)備、鋁工業(yè)設(shè)備、高效沉降槽設(shè)備、鋁電解槽陽(yáng)極提升機(jī)、母線(xiàn)提升框架等大型機(jī)電自控一體化的機(jī)械裝備。恒豐泰現(xiàn)有專(zhuān)利45項(xiàng)，其中技術(shù)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)，公司高新技術(shù)產(chǎn)品被列入國(guó)家級(jí)重點(diǎn)新產(chǎn)品名單和國(guó)家火炬計(jì)劃。

9、浙江雙環(huán)傳動(dòng)

自成立以來(lái)，浙江雙環(huán)傳動(dòng)已專(zhuān)注齒輪零件及系統(tǒng)研發(fā)制造36年。在RV減速機(jī)的研發(fā)上，浙江雙環(huán)傳動(dòng)重點(diǎn)關(guān)注RV減速器的各項(xiàng)性能指標(biāo)測(cè)試，搭建了完善的測(cè)試臺(tái)架，并且以測(cè)試結(jié)果為依據(jù)。注重關(guān)鍵零部件的工藝創(chuàng)新，以高效、低能耗為宗旨布局產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)。目前，浙江雙環(huán)所有已開(kāi)發(fā)產(chǎn)品都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，已經(jīng)裝機(jī)后大面積用在了公司內(nèi)部車(chē)間生產(chǎn)線(xiàn)上，到現(xiàn)在為止已經(jīng)正常運(yùn)行近2年。

10、南通振康

南通振康于2010年開(kāi)始開(kāi)發(fā)機(jī)器人RV減速機(jī)和伺服電機(jī)。“RV精密減速機(jī)”對(duì)技術(shù)的要求特別嚴(yán)格。毫米是日常生活中最小的單位，但在RV制造技術(shù)上，振康精確到了千分之一毫米。目前，南通振康已有200臺(tái)“RV精密減速機(jī)”投向市場(chǎng)，有多家機(jī)器人生產(chǎn)廠家發(fā)來(lái)訂單。

11、武漢精華

當(dāng)前，精華產(chǎn)品和解決方案已廣泛應(yīng)用于各行業(yè)的傳動(dòng)、驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，產(chǎn)品系列齊全，有擺線(xiàn)針輪減速機(jī)、微型擺線(xiàn)針輪減速機(jī)、蝸輪蝸桿減速機(jī)等。當(dāng)前，精華的產(chǎn)品、解決方案和服務(wù)已得到越來(lái)越多客戶(hù)的認(rèn)同和信任，年生產(chǎn)減速機(jī)能力達(dá)80000余套，在減速機(jī)行業(yè)全國(guó)排名前列。