机器人、智能物流、智能工厂产业链分析.pptx

减速器、伺服系统和控制系统被认为机器人本体三大核心组件,三者占机器人本体的成本分别为 35%、14%、13%
机器人管家零部件主要供应商
机器人关键零部件及成本占比
零部件
国外供应商
国内供应商
减速器
纳博特斯克、Harmonic Drive、住友、SEJINIGB等
绿的谐波、上海机电、秦川发展等
控制系统
KUKA、ABB、FANUC、安川、松下、那智不二越、三菱等
新松机器人、埃斯顿、广州数控、汇川技术、深圳固高等
伺服系统
松下、三川、安川、三菱电机、富士、三洋、台达等
埃斯顿、华中数控、广州数控、深圳英威腾、汇川技术等
工业机器人关键零部件供给被日本、美国和德国等国家掌控,我国机器人本体制造商长期依赖进口;
减速器开发难度最高,目前全世界75%的精密减速机由日本纳博特斯克和Harmonic Drive两家公司供应;
伺服系统是机器人的核心驱动部件,机器人本体公司大多外购伺服电机,少量由电机企业发展成机器人企业的(如安川)配套;
控制器开发难度相对较低,一般由机器人本体公司自主研发。
数据来源:CRIA
减速机
行业分析
机器人用精密减速机是工业机器人中最关键功能部件,是机器人产业链至关重要环节,是我国机器人产业发展需要突破的瓶颈
常见机器人减速机分类
类别
特点
RV 减速器
①摆线针轮行星减速装置中的传动零件刚度高、接触应力小,零件加工和安装精度易于实现高精度,这就使得摆线针轮传动的效率很高
②行星传动结构与紧凑的W输出机构组合,使整个摆线针轮减速装置结构十分紧凑,因此其结构体积小和质量轻
③采用一齿差或少齿差传动,摆线针轮传动的传动比大小取决于摆线针轮的齿数,齿数越多,传动比越大
④摆线针轮传动同时啮合的齿数要比渐开线外齿传动同时啮合的齿数多,因此承载能力较大;
⑤摆线轮和针轮的轮齿均淬硬、精磨,比渐开线少齿差传动中内齿轮的加工性能更好、齿面硬度更高,使用寿命更长
谐波减速器
谐波传动具有运动精度高,传动比大、质量小、体积小、较小的传动惯量等优点。最重要的是能在密闭空间传递运动,这一点是其他任何机械传动无法实现的。其缺点为在谐波齿轮传动中柔轮每转发生两次椭圆变形,极易引起材料的疲劳损坏,损耗功率大。
摆线针轮行星减速器
摆线针轮行星减速器广泛应用于矿山、化工、起重机械、工程机械等领域。缺点是摆线针轮减速器的机构太复杂,制造安装精度要求太高,转臂轴承受力大,影响轴承寿命和承载能力。
精密行星减速器
相对其他减速机,行星减速机具有高刚性、高精度、高传动效率、高的扭矩/体积比、终身免维护等特点。因为这些特点,行星减速机多数是安装在步进电机和伺服电机上, 用来降低转速,提升扭矩,匹配惯量。
滤波齿轮减速器
滤波齿轮传动是由重庆大学梁锡昌、王家序教授发明的一种结构紧凑、体积相对小、大传动比的新型精密传动机构,目前还处于研究阶段。
RV减速器、谐波减速器作为当前机器人主流的减速器,驱动系统要求传动系统间隙小、刚度大、输出扭矩高以及减速比大,因此采用行星排圆柱螺旋齿轮传动机构或结合行星排的摆线轮传动机构设计是必然。目前国际机器人所配套的减速器中,RV减速器占比60%以上,谐波减速器占比15%左右,RV减速器成为制约全球机器人发展的核心部件。
减速机
行业分析
由于国内减速机方面起步较晚,仍然需要经验与技术积累,目前尚无成熟国产RV减速机大规模应用工业机器人
精密减速器的设计、研发和制造过程中需要对相关的材料、零件结构和齿轮齿形进行反复的测试与修正,这一过程需要经验与技术的积累
近年来国内部分厂商和院校致力高精度摆线针轮减速机的国产化和产业化研究,如浙江恒丰泰、重庆大学机械传动国家重点实验室、天津减速机厂、秦川机床厂、大连交通大学等,部分企业现已研发出样机,正在进行可靠性试验与检测
而在谐波减速器方面,国内已有可替代产品,如北京中技克美、北京谐波传动所和苏州绿的,虽然相应产品在输入转速,扭转刚度,传动精度和效率方面与日本产品还存在差距,但整体的质量品质还在提高,也逐渐地应用在关节型工业机器人中。面对未来在国内巨大的需求,精密减速器国产化也只是时间长短的问题,进口替代的雏形已现。
减速机
行业分析
精密减速器全球75%市场份额由两家日本公司垄断,为纳博和Harmonic Drive,国内企业有望突破减速器外资垄断
国内主要推进RV减速机项目的公司
公司
主营业务
业务推进
上海机电
机电装备
在国内与纳博特设立合资公司,从事减速机生产,计划2016年投产,产能20万台
秦川机床
秦川机床
13年通过 亿元年产9万台机器人减速器议案, 计划16年投产
双环传动
齿轮零件制造
完成11个型号4个系列研制,预