精密減速器因?yàn)槠漭^高的技術(shù)難度以及關(guān)鍵的作用，是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的一塊天塹之地。雖然在全球化貿(mào)易背景之下，精密減速器的采購(gòu)可以輕松地完成。然而，想要真正推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)步，核心零部件的國(guó)產(chǎn)替代化勢(shì)在必行。國(guó)內(nèi)企業(yè)在踏踏實(shí)實(shí)“補(bǔ)功課”的同時(shí)，只有超前布局，才能領(lǐng)先于未來(lái)。
國(guó)產(chǎn)：能用，但機(jī)械壽命不會(huì)長(zhǎng)
RV減速機(jī)，作為一種小體積，大傳動(dòng)比，零背隙，超高傳動(dòng)/體積比的減速機(jī)，是精密機(jī)械工業(yè)的一個(gè)巔峰之作，減速機(jī)里面完全是由高精度的元件，齒輪相互嚙合，對(duì)材料科學(xué)，精密加工裝備，加工精度，裝配技術(shù)，高精度檢測(cè)技術(shù)提出了極高的要求。
在機(jī)器人行業(yè)，小白都知道這樣一個(gè)事實(shí)，全球工業(yè)機(jī)器人用的精密減速器基本為日本所壟斷，最近幾年，雖然國(guó)內(nèi)也有量產(chǎn)的RV減速器，但卻鮮有國(guó)產(chǎn)機(jī)器人企業(yè)選用，目前中國(guó)市場(chǎng)的減速器普遍依賴進(jìn)口。
在中國(guó)試圖自主制造的高級(jí)設(shè)備中，都存在類似的問(wèn)題，在性能指標(biāo)上短期內(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。
部件雖小，作用關(guān)鍵
日本企業(yè)已形成技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、品牌、市場(chǎng)的巨大優(yōu)勢(shì)，業(yè)內(nèi)有一個(gè)流傳甚廣的說(shuō)法——日本讓機(jī)器人跪下，就沒(méi)多少機(jī)器人還能站著。日本的這種壟斷優(yōu)勢(shì)得益于其30年前就開(kāi)始的具有前瞻性的強(qiáng)力研發(fā)。
為什么在30年前，80年代，我們沒(méi)有開(kāi)始下功夫研究機(jī)器人精密減速器呢?這是因?yàn)椋褐袊?guó)勞動(dòng)力直到2010年前后都還相對(duì)廉價(jià)，沒(méi)有用機(jī)器人替代人工的迫切需求;在80年代前后，中國(guó)的工業(yè)基礎(chǔ)遠(yuǎn)不如日本，齒輪行業(yè)的技術(shù)儲(chǔ)備、人才儲(chǔ)備不能和日本匹敵;最重要的一條，“缺少前瞻性”。目前，我們的機(jī)器人減速器水平還趕不上日本，實(shí)際是在補(bǔ)之前30年落下的課。
過(guò)去幾年，我國(guó)機(jī)器人精密減速器領(lǐng)域掀起了一股熱潮。機(jī)器人精密減速器的商業(yè)價(jià)值被高估，技術(shù)難度被低估，概念上被炒作，但市場(chǎng)最終將給予公證的評(píng)判。全國(guó)曾有50多家企業(yè)從事機(jī)器人精密減速器研發(fā)，到現(xiàn)在有20%多在堅(jiān)持，30%在觀望，近50%已退出。
潮起潮落，一批企業(yè)在退出。近年來(lái)，機(jī)器人精密減速器的熱度似乎在下降，整個(gè)行業(yè)也開(kāi)始回歸理性，許多企業(yè)踏踏實(shí)實(shí)的做法也收獲了豐碩成果。2017年，國(guó)產(chǎn)RV減速器生產(chǎn)了2萬(wàn)多臺(tái)，但遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求，而且還存在著性能不穩(wěn)定、精度壽命待驗(yàn)證、系列化不全、成本不可控、產(chǎn)業(yè)化程度不高等問(wèn)題。
這個(gè)現(xiàn)狀是觸及了我國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)中一些老大難問(wèn)題，有技術(shù)積累不足的問(wèn)題，也有管理問(wèn)題。盡管我國(guó)齒輪行業(yè)幾十年的發(fā)展積累為自主創(chuàng)新發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，而且過(guò)去幾年的熱潮在一定程度上推動(dòng)了我國(guó)精密減速器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，但行業(yè)仍面臨日本減速器強(qiáng)力競(jìng)爭(zhēng)、基礎(chǔ)共性技術(shù)難題待解、社會(huì)配套不理想、人才短缺等諸多問(wèn)題。而這些共性問(wèn)題解決之日，也就是我國(guó)機(jī)器人精密減速器自主之時(shí)。
在筆者看來(lái)，中國(guó)機(jī)器人精密減速器產(chǎn)業(yè)正處在山坳上——后退不可能，向前有險(xiǎn)阻。
認(rèn)清差距，合力破局
國(guó)產(chǎn)機(jī)器人減速機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、差異明顯，在性能的穩(wěn)定性方面普遍需要加強(qiáng)。與國(guó)外產(chǎn)品相比，國(guó)產(chǎn)行星擺線減速器在傳動(dòng)效率方面有較大差距，精度壽命差距很大，在傳動(dòng)誤差方面差距較小，但在回差上整體水平較好。
國(guó)產(chǎn)機(jī)器人精密減速器領(lǐng)域目前亟需解決的瓶頸問(wèn)題主要有：一是批量化制造、檢測(cè)技術(shù)需提升，包括高效、高精度制造工藝與裝備，零件與整機(jī)的批量化高精度快檢等;二是精度壽命待驗(yàn)證，包括失效機(jī)理及規(guī)律、高性能材料優(yōu)選等;三是系列化優(yōu)化設(shè)計(jì)體系待完善，包括系列化設(shè)計(jì)體系與擺線輪修形優(yōu)化等;四是工程應(yīng)用數(shù)據(jù)反饋與優(yōu)化缺失，包括工程應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)與性能跟蹤反饋優(yōu)化等。
跟蹤加創(chuàng)新，是我國(guó)機(jī)器人精密減速器必經(jīng)的自主化之路。自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的精密減速器，理應(yīng)包括裝備自主化、工裝體系化和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的及時(shí)跟進(jìn)。國(guó)產(chǎn)機(jī)器人精密減速器要真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，我國(guó)還需要3~5年;要達(dá)到日本減速器的水平，大概還需要6~8年。這需要我們耐得住性子，埋頭苦干，也需要三種力量合力破局：一是強(qiáng)化政府支持力度，加大國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目的支持;二是鼓勵(lì)引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)基金進(jìn)入精密減速器領(lǐng)域;三是團(tuán)結(jié)行業(yè)，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，瞄準(zhǔn)市場(chǎng)需求集中發(fā)力。
研判趨勢(shì)，超前研發(fā)
當(dāng)然，世界范圍內(nèi)都需要思考一個(gè)問(wèn)題：RV和諧波減速器是否就是機(jī)器人精密減速器的最終形態(tài)?在目前技術(shù)條件下，這兩種減速器是必然選擇;但幾十年或者百年后，它們也許不再是最理想的機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器，甚至機(jī)器人都不再需要精密減速器了。
站在發(fā)展的角度來(lái)看，世界范圍內(nèi)的機(jī)器人精密減速器也處在山坳上，都面臨著再創(chuàng)新的問(wèn)題。目前，歐美日等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家以及我國(guó)都在探索嘗試新型傳動(dòng)型式，比如壓電諧波、圓理、邏輯傳動(dòng)、矢量擺線等減速器，以及采用人字齒輪、環(huán)面蝸桿、帶傳動(dòng)、石墨鋼等等。
我們辛辛苦苦爬到山坳上來(lái)，不可能再退回去。如果希望在未來(lái)的發(fā)展中占有一席之地，最重要的一點(diǎn)，就是不論政府，還是企業(yè)家、投資人、科研人員，都要有前瞻性。面對(duì)新需求，齒輪行業(yè)要敏銳把握市場(chǎng)需求和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，主動(dòng)研發(fā)、超前研發(fā)，實(shí)現(xiàn)從追趕式跟跑到并跑的轉(zhuǎn)變，最終實(shí)現(xiàn)領(lǐng)跑，這才是齒輪強(qiáng)國(guó)的標(biāo)志。
困難是真實(shí)存在的，是齒輪行業(yè)自身發(fā)展規(guī)律決定的。不能妄想一步跨越必經(jīng)階段。但困難是可以克服的，別人到過(guò)的高度，中國(guó)人一定能到，而且能走得更高、更遠(yuǎn)。
本文部分摘自中國(guó)機(jī)械通用零部件工業(yè)協(xié)會(huì)齒輪分會(huì)副會(huì)長(zhǎng)兼常務(wù)副秘書(shū)長(zhǎng)石照耀對(duì)我國(guó)機(jī)器人精密減速器這一核心零部件的現(xiàn)狀及問(wèn)題進(jìn)行深度分析的相關(guān)文章。
國(guó)產(chǎn)：能用，但機(jī)械壽命不會(huì)長(zhǎng)
RV減速機(jī)，作為一種小體積，大傳動(dòng)比，零背隙，超高傳動(dòng)/體積比的減速機(jī)，是精密機(jī)械工業(yè)的一個(gè)巔峰之作，減速機(jī)里面完全是由高精度的元件，齒輪相互嚙合，對(duì)材料科學(xué)，精密加工裝備，加工精度，裝配技術(shù)，高精度檢測(cè)技術(shù)提出了極高的要求。
在機(jī)器人行業(yè)，小白都知道這樣一個(gè)事實(shí)，全球工業(yè)機(jī)器人用的精密減速器基本為日本所壟斷，最近幾年，雖然國(guó)內(nèi)也有量產(chǎn)的RV減速器，但卻鮮有國(guó)產(chǎn)機(jī)器人企業(yè)選用，目前中國(guó)市場(chǎng)的減速器普遍依賴進(jìn)口。
在中國(guó)試圖自主制造的高級(jí)設(shè)備中，都存在類似的問(wèn)題，在性能指標(biāo)上短期內(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。
部件雖小，作用關(guān)鍵
日本企業(yè)已形成技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、品牌、市場(chǎng)的巨大優(yōu)勢(shì)，業(yè)內(nèi)有一個(gè)流傳甚廣的說(shuō)法——日本讓機(jī)器人跪下，就沒(méi)多少機(jī)器人還能站著。日本的這種壟斷優(yōu)勢(shì)得益于其30年前就開(kāi)始的具有前瞻性的強(qiáng)力研發(fā)。
為什么在30年前，80年代，我們沒(méi)有開(kāi)始下功夫研究機(jī)器人精密減速器呢?這是因?yàn)椋褐袊?guó)勞動(dòng)力直到2010年前后都還相對(duì)廉價(jià)，沒(méi)有用機(jī)器人替代人工的迫切需求;在80年代前后，中國(guó)的工業(yè)基礎(chǔ)遠(yuǎn)不如日本，齒輪行業(yè)的技術(shù)儲(chǔ)備、人才儲(chǔ)備不能和日本匹敵;最重要的一條，“缺少前瞻性”。目前，我們的機(jī)器人減速器水平還趕不上日本，實(shí)際是在補(bǔ)之前30年落下的課。
過(guò)去幾年，我國(guó)機(jī)器人精密減速器領(lǐng)域掀起了一股熱潮。機(jī)器人精密減速器的商業(yè)價(jià)值被高估，技術(shù)難度被低估，概念上被炒作，但市場(chǎng)最終將給予公證的評(píng)判。全國(guó)曾有50多家企業(yè)從事機(jī)器人精密減速器研發(fā)，到現(xiàn)在有20%多在堅(jiān)持，30%在觀望，近50%已退出。
潮起潮落，一批企業(yè)在退出。近年來(lái)，機(jī)器人精密減速器的熱度似乎在下降，整個(gè)行業(yè)也開(kāi)始回歸理性，許多企業(yè)踏踏實(shí)實(shí)的做法也收獲了豐碩成果。2017年，國(guó)產(chǎn)RV減速器生產(chǎn)了2萬(wàn)多臺(tái)，但遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求，而且還存在著性能不穩(wěn)定、精度壽命待驗(yàn)證、系列化不全、成本不可控、產(chǎn)業(yè)化程度不高等問(wèn)題。
這個(gè)現(xiàn)狀是觸及了我國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)中一些老大難問(wèn)題，有技術(shù)積累不足的問(wèn)題，也有管理問(wèn)題。盡管我國(guó)齒輪行業(yè)幾十年的發(fā)展積累為自主創(chuàng)新發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，而且過(guò)去幾年的熱潮在一定程度上推動(dòng)了我國(guó)精密減速器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，但行業(yè)仍面臨日本減速器強(qiáng)力競(jìng)爭(zhēng)、基礎(chǔ)共性技術(shù)難題待解、社會(huì)配套不理想、人才短缺等諸多問(wèn)題。而這些共性問(wèn)題解決之日，也就是我國(guó)機(jī)器人精密減速器自主之時(shí)。
在筆者看來(lái)，中國(guó)機(jī)器人精密減速器產(chǎn)業(yè)正處在山坳上——后退不可能，向前有險(xiǎn)阻。
認(rèn)清差距，合力破局
國(guó)產(chǎn)機(jī)器人減速機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、差異明顯，在性能的穩(wěn)定性方面普遍需要加強(qiáng)。與國(guó)外產(chǎn)品相比，國(guó)產(chǎn)行星擺線減速器在傳動(dòng)效率方面有較大差距，精度壽命差距很大，在傳動(dòng)誤差方面差距較小，但在回差上整體水平較好。
國(guó)產(chǎn)機(jī)器人精密減速器領(lǐng)域目前亟需解決的瓶頸問(wèn)題主要有：一是批量化制造、檢測(cè)技術(shù)需提升，包括高效、高精度制造工藝與裝備，零件與整機(jī)的批量化高精度快檢等;二是精度壽命待驗(yàn)證，包括失效機(jī)理及規(guī)律、高性能材料優(yōu)選等;三是系列化優(yōu)化設(shè)計(jì)體系待完善，包括系列化設(shè)計(jì)體系與擺線輪修形優(yōu)化等;四是工程應(yīng)用數(shù)據(jù)反饋與優(yōu)化缺失，包括工程應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)與性能跟蹤反饋優(yōu)化等。
跟蹤加創(chuàng)新，是我國(guó)機(jī)器人精密減速器必經(jīng)的自主化之路。自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的精密減速器，理應(yīng)包括裝備自主化、工裝體系化和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的及時(shí)跟進(jìn)。國(guó)產(chǎn)機(jī)器人精密減速器要真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，我國(guó)還需要3~5年;要達(dá)到日本減速器的水平，大概還需要6~8年。這需要我們耐得住性子，埋頭苦干，也需要三種力量合力破局：一是強(qiáng)化政府支持力度，加大國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目的支持;二是鼓勵(lì)引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)基金進(jìn)入精密減速器領(lǐng)域;三是團(tuán)結(jié)行業(yè)，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，瞄準(zhǔn)市場(chǎng)需求集中發(fā)力。
研判趨勢(shì)，超前研發(fā)
當(dāng)然，世界范圍內(nèi)都需要思考一個(gè)問(wèn)題：RV和諧波減速器是否就是機(jī)器人精密減速器的最終形態(tài)?在目前技術(shù)條件下，這兩種減速器是必然選擇;但幾十年或者百年后，它們也許不再是最理想的機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器，甚至機(jī)器人都不再需要精密減速器了。
站在發(fā)展的角度來(lái)看，世界范圍內(nèi)的機(jī)器人精密減速器也處在山坳上，都面臨著再創(chuàng)新的問(wèn)題。目前，歐美日等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家以及我國(guó)都在探索嘗試新型傳動(dòng)型式，比如壓電諧波、圓理、邏輯傳動(dòng)、矢量擺線等減速器，以及采用人字齒輪、環(huán)面蝸桿、帶傳動(dòng)、石墨鋼等等。
我們辛辛苦苦爬到山坳上來(lái)，不可能再退回去。如果希望在未來(lái)的發(fā)展中占有一席之地，最重要的一點(diǎn)，就是不論政府，還是企業(yè)家、投資人、科研人員，都要有前瞻性。面對(duì)新需求，齒輪行業(yè)要敏銳把握市場(chǎng)需求和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，主動(dòng)研發(fā)、超前研發(fā)，實(shí)現(xiàn)從追趕式跟跑到并跑的轉(zhuǎn)變，最終實(shí)現(xiàn)領(lǐng)跑，這才是齒輪強(qiáng)國(guó)的標(biāo)志。
困難是真實(shí)存在的，是齒輪行業(yè)自身發(fā)展規(guī)律決定的。不能妄想一步跨越必經(jīng)階段。但困難是可以克服的，別人到過(guò)的高度，中國(guó)人一定能到，而且能走得更高、更遠(yuǎn)。
本文部分摘自中國(guó)機(jī)械通用零部件工業(yè)協(xié)會(huì)齒輪分會(huì)副會(huì)長(zhǎng)兼常務(wù)副秘書(shū)長(zhǎng)石照耀對(duì)我國(guó)機(jī)器人精密減速器這一核心零部件的現(xiàn)狀及問(wèn)題進(jìn)行深度分析的相關(guān)文章。