一、核心零部件
1、減速器
按結(jié)構(gòu)不同，工業(yè)機器人用精密減速器可以分為五類，RV減速器和諧波減速器是工業(yè)機器人最主流的精密減速器。精密減速器按照結(jié)構(gòu)的不同，可以分為諧波齒輪減速器、擺線針輪行星減速器、RV減速器、精密行星減速器和濾波齒輪減速器五類。
RV減速器
在精度、扭矩、剛度、傳送效率等衡量減速器的各個性能指標(biāo)上，它們各有不同。其中，RV減速器和諧波減速器是工業(yè)機器人最主流的精密減速器。
世界75%的精密減速器市場被日本的HarmonicaDrive和Nabtesco占領(lǐng)，其中Nabtesco生產(chǎn)RV減速器，約占60%的份額，HamonicaDrive生產(chǎn)諧波減速器，約占15%的份額。
相比日本巨頭幾十年的積淀，中國的工業(yè)機器人用精密減速器研究開始較晚，技術(shù)不成熟，形成了精密減速器不能自給自足的局面，嚴(yán)重依賴進(jìn)口。
諧波減速器
國內(nèi)涉足RV精密減速器的公司有上市公司秦川機床、上海機電、巨輪股份，新三板公司有唯一標(biāo)的恒華股份，非上市公司有南通振康、恒豐泰、武漢精華、上海精華、山東帥克等，涉足諧波減速器的有非上市公司蘇州綠的諧波傳動科技有限公司、北京中技美克諧波傳動有限公司等。
工業(yè)機器人第一關(guān)節(jié)到第三關(guān)節(jié)全部使用RV減速機，輕載工業(yè)機器人第四、五、六關(guān)節(jié)有可能使用諧波減速機。重載工業(yè)機器人所有關(guān)節(jié)都需要使用RV減速機。平均而言，每臺工業(yè)機器人使用4.5臺RV減速器。2013年世界工業(yè)機器人銷量18萬臺，需使用減速機90萬臺。
工業(yè)機器人的動力源一般為交流伺服電機，因為由脈沖信號驅(qū)動，其伺服電機本身就可以實現(xiàn)調(diào)速，為什么工業(yè)機器人還需要減速器呢？工業(yè)機器人通常執(zhí)行重復(fù)的動作，以完成相同的工序；為保證工業(yè)機器人在生產(chǎn)中能夠可靠地完成工序任務(wù)，并確保工藝質(zhì)量，對工業(yè)機器人的定位精度和重復(fù)定位精度要求很高。
因此，提高和確保工業(yè)機器人的精度就需要采用RV減速器或諧波減速器。精密減速器在工業(yè)機器人中的另一作用是傳遞更大的扭矩。當(dāng)負(fù)載較大時，一味提高伺服電機的功率是很不劃算的，可以在適宜的速度范圍內(nèi)通過減速器來提高輸出扭矩。此外，伺服電機在低頻運轉(zhuǎn)下容易發(fā)熱和出現(xiàn)低頻振動，對于長時間和周期性工作的工業(yè)機器人這都不利于確保其精確、可靠地運行。
精密減速器的存在使伺服電機在一個合適的速度下運轉(zhuǎn)，并精確地將轉(zhuǎn)速降到工業(yè)機器人各部位需要的速度，提高機械體剛性的同時輸出更大的力矩。與通用減速器相比，工業(yè)機器人關(guān)節(jié)減速器要求具有傳動鏈短、體積小、功率大、質(zhì)量輕和易于控制等特點。
大量應(yīng)用在關(guān)節(jié)型工業(yè)機器人上的減速器主要有兩類：RV減速器和諧波減速器。
相比于諧波減速器，RV減速器具有更高的剛度和回轉(zhuǎn)精度。因此在關(guān)節(jié)型工業(yè)機器人中，一般將RV減速器放置在機座、大臂、肩部等重負(fù)載的位置；而將諧波減速器放置在小臂、腕部或手部；行星減速器一般用在直角坐標(biāo)工業(yè)機器人上。
同時，RV減速機較工業(yè)機器人中常用的諧波傳動具有高得多的疲勞強度、剛度和壽命，而且回差精度穩(wěn)定，不像諧波傳動那樣隨著使用時間增長運動精度就會顯著降低，故世界上許多國家高精度工業(yè)機器人傳動多采用RV減速器，因此，該種RV減速器在先進(jìn)工業(yè)機器人傳動中有逐漸取代諧波減速器的發(fā)展趨勢。
2、伺服電機
機器人對關(guān)節(jié)驅(qū)動電機的要求非常嚴(yán)格，交流伺服電機在工業(yè)機器人中得到廣泛應(yīng)用。
目前國內(nèi)高端市場主要被國外名企占據(jù)，主要來自日本和歐美，未來國產(chǎn)替代空間大。目前國外品牌占據(jù)了中國交流伺服市場近80%的市場份額，主要來自日本和歐美。
伺服電機
其中，日系產(chǎn)品以約50%的市場份額居首，其著名品牌包括松下、三菱電機、安川、三洋、富士等，其產(chǎn)品特點是技術(shù)和性能水平比較符合中國用戶的需求，以良好的性價比和較高的可靠性獲得了穩(wěn)定且持續(xù)的客戶源，在中小型OEM市場上尤其具有壟斷優(yōu)勢。
未來五年，我國伺服系統(tǒng)行業(yè)受益于產(chǎn)業(yè)升級的影響，將保持較快增長，國產(chǎn)替代空間還很大。
中國內(nèi)較大的伺服品牌市場包括上市公司埃斯頓、匯川技術(shù)、華中數(shù)控、廣州數(shù)控、和利時、新時達(dá)，新三板公司北超伺服。
其中，匯川技術(shù)提供的機器人解決方案中伺服電機和數(shù)控系統(tǒng)基本實現(xiàn)自給，新時達(dá)、埃斯頓部分型號機器人開始使用自行研制的控制器和伺服系統(tǒng)，北超伺服能夠為客戶提供電機與驅(qū)動器一體化產(chǎn)品。
3、控制器
機器人控制器的軟件部分是工業(yè)機器人的“心臟”，隨著科技的發(fā)展，工業(yè)機器人從下位機到上位機的應(yīng)用軟件方面都有了不同程度的研究成果。
控制器
控制器、軟件與本體一樣，一般由機器人廠家自主設(shè)計研發(fā)。目前國外主流機器人廠商的控制器均為在通用的多軸運動控制器平臺基礎(chǔ)上進(jìn)行自主研發(fā)，各品牌機器人均有自己的控制系統(tǒng)與之匹配。因此控制器的市場份額基本和機器人保持一致，國內(nèi)企業(yè)控制器尚未形成市場競爭優(yōu)勢。
國內(nèi)企業(yè)機器人控制器產(chǎn)品已經(jīng)較為成熟，是機器人產(chǎn)品中與國外產(chǎn)品差距最小的關(guān)鍵零部件，國內(nèi)控制器與國外產(chǎn)品存在的差距主要在控制算法和二次開發(fā)平臺的易用性方面。
未來幾年中國國產(chǎn)機器人將得到快速發(fā)展，國產(chǎn)機器人控制器應(yīng)用市場面臨較好的發(fā)展契機，尤其是在運動控制領(lǐng)域深耕多年的企業(yè)。機器人軸數(shù)越多，對控制器性能要求也越高：機器人自由度的高低取決于其可移動的關(guān)節(jié)數(shù)目，關(guān)節(jié)數(shù)愈多，自由度越高，位移精準(zhǔn)度也越高，其所使用的伺服電機數(shù)量就相對較多，即越精密的工業(yè)型機器人所用的伺服電機數(shù)量愈多。
一般每臺多軸機器人由一套控制系統(tǒng)控制，也意味著控制器性能要求越高。隨著中國工業(yè)機器人的快速發(fā)展，具有較強研發(fā)能力的公司會具備更強的競爭優(yōu)勢。
二、工業(yè)機器人本體
從1958年第一臺工業(yè)機器人誕生之后，機器人發(fā)展經(jīng)歷了一個小高潮，到上世紀(jì)80年代后期，由于傳統(tǒng)機器人用戶應(yīng)用工業(yè)機器人已經(jīng)飽和，從而造成工業(yè)機器人產(chǎn)品的積壓，不少機器人廠家倒閉或被兼并，國際機器人學(xué)研究和機器人產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)不景氣。
工業(yè)機器人本體
到90年代初，機器人產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)復(fù)蘇和繼續(xù)發(fā)展跡象。1995年后,世界機器人數(shù)量逐年增加，增長率也較高。
自全球金融風(fēng)暴過后，市場復(fù)蘇使得機器人行業(yè)恢復(fù)好轉(zhuǎn)，全球機器人行業(yè)增長態(tài)勢延續(xù)，市場規(guī)模不斷擴大，各國政府和跨國企業(yè)在機器人行業(yè)投資活躍。2016年全球工業(yè)機器人訂單量258900臺，存貨1779000臺，中國85000臺，存貨332300臺。
盡管我們已連續(xù)多年成為全球最大的機器人銷售市場，但不可否認(rèn)的是的，國外品牌占據(jù)了中國工業(yè)機器人市場60%以上的份額;至于六軸以上的多關(guān)節(jié)機器人，國外品牌占據(jù)的市場份額甚至更大，超過了80%。
國外品牌在高端多關(guān)節(jié)機器人市場上占據(jù)絕對優(yōu)勢，除了我們所熟知的ABB、庫卡、安川和發(fā)那科這四大家族以外，還有眾多的二三品牌：愛普生、川崎、Adept、Rethink Robotics、優(yōu)傲機器人、柯馬、松下、OTC、那智不二越、電裝、史陶比爾、現(xiàn)代重工、三菱電機等。
當(dāng)然，國產(chǎn)品牌也開始逐漸崛起，其中新松機器人可謂是當(dāng)之無愧的龍頭企業(yè)，此外還有：新時達(dá)、埃夫特、廣州數(shù)控、華中數(shù)控 、圖靈……
在AGV領(lǐng)域，國內(nèi)外的產(chǎn)品在技術(shù)上的差異并不是很大，國產(chǎn)品牌還是很有競爭力的，除了新松機器人之外，嘉騰機器人也是代表品牌，其產(chǎn)品曾獲得德國紅點設(shè)計獎。國產(chǎn)AGV品牌還有昆船、北京機科發(fā)展、國自機器人、華曉精密、廣州遠(yuǎn)能、長沙馳眾、廣州井源、佳順智能、歐凱機器人。
國外產(chǎn)品在物流領(lǐng)域的應(yīng)用非常成功，典型的代表是被亞馬遜收購的Kiva System，當(dāng)然還有它們：Fetch Robotics、Aethon、CANVAS Technology、Swisslog、Gray Orange、……
三、系統(tǒng)集成商
只有機器人裸機是不能完成任何工作的，需要通過系統(tǒng)集成之后才能為終端客戶所用。系統(tǒng)集成方案解決商處于機器人產(chǎn)業(yè)鏈的下游應(yīng)用端，為終端客戶提供應(yīng)用解決方案，其負(fù)責(zé)工業(yè)機器人軟件系統(tǒng)開發(fā)和集成，是工業(yè)機器人自動作業(yè)的重要構(gòu)成。
據(jù)行業(yè)人士反饋，目前中國工業(yè)機器人領(lǐng)域，賺錢的基本上就剩下系統(tǒng)集成商了。在我國，系統(tǒng)集成商多是從國外購機器人整機，根據(jù)不同行業(yè)或客戶的需求，制定符合生產(chǎn)需求的解決方案。
機器人系統(tǒng)集成商作為中國機器人市場上的主力軍，普遍規(guī)模較小，年產(chǎn)值不高，面臨強大的競爭壓力。從相關(guān)市場數(shù)據(jù)來看，現(xiàn)階段國內(nèi)集成商規(guī)模都不大，銷售收入1個億以下的企業(yè)占大部分，能做到5個億的就是行業(yè)的佼佼者，10個億以上的全國范圍屈指可數(shù)。
由于硬件產(chǎn)品價格逐年下降、利潤也越來越薄，僅靠項目帶動硬件產(chǎn)品的銷售模式已經(jīng)成為過去時，同時進(jìn)入系統(tǒng)集成這個領(lǐng)域的門檻越來越低，競爭就更為激烈。系統(tǒng)集成的壁壘相對較低，與上下游議價能力較弱，毛利水平不高，但其市場規(guī)模要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于本體市場。
國際機器人系統(tǒng)集成企業(yè)主要有KUKA、ABB、發(fā)那科、科馬、徠斯等。國內(nèi)涉足下游集成應(yīng)用領(lǐng)域的公司主要有新松機器人、博實股份、天奇股份、廣州數(shù)控、埃斯頓、廈門思爾特、唐山開元、昆山華恒、佛山利迅達(dá)、博實自動化、蘇州北人、瓦魯自動化、尚鰲自動化、漢迪機器人，儒拉瑪特，南京熊貓，杭州沃鐳，深圳雷柏、伯朗特、林克曼、拓斯達(dá)、泰達(dá)機器人等。
文章來源：全球智造
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