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機器人領域日本算是有著核心競爭力的國家之一了,據統計,目前全世界投入使用的機器人大約有95萬臺,其中日本就佔了38%,位居各國之首,可以說佔據了世界機器人產業的半壁江山。它的優勢一方面是因為長期投入所積累起了精密加工優勢,另一方面是廣袤的日企製造業培植。

工業機器人裡,機械臂是最普遍應用的,而機械臂的核心零部件主要集中在三部分:控制器(控制技術),減速機,機器人專用伺服電機及其控制技術。我們可以看看下圖:

其實像是伺服系統和控制器我們國家算初具規模在發展的了,尤其控制器這塊,畢竟和軟體配套使用在隨著國產崛起中自然而然也在發展。

但是減速器,日本領先全世界太多了。

減速器的作用主要是連線動力機構和執行機構,達到一個精準匹配轉速到不同部位和增大扭矩保護伺服電機的作用。簡而言之就是有了減速器不用死磕伺服電機也不用擔心它的低頻導致發熱和振動干擾長時間工作。

既然減速器這麼重要,那它加工難度在哪呢?

我找了個基本的RV(rot-vector)減速器結構圖基本上就能看到難度了,但凡涉及到齒輪,軸承這樣精密零部件的加工對於一個國家的高階工業製造能力就是個不小的考驗了。

一方面,製造這種精密零部件所用到的材料科學,極高的精度檢測技術,精密加工能力也都不是一朝一夕就能夠趕上。

另一方面,就加工所用到的機床裝置而言都是極度昂貴的,比如一臺Magerle平面磨床可能就要將近千萬人民幣,如果沒有足夠的訂單需要這樣規模的投入也是天文數字。

所以日本在這方面無論是技術積累還是成本投入都是十分巨大,也經歷了十分漫長的發展過程。比如Nabtesco的前身帝人精機(Teijin Seiki)早在六七十年代就開始了作為挖掘裝置的驅動馬達的核心零部件使用了。

如我之前圖片所示的那些企業裡,Nabtesco(納博特斯克)產品的全球市場佔有率達60%,特別在中/重負荷機器人上,其RV減速器市場佔有率高達90%。Harmonica(哈默納科)的諧波減速器約佔15%。這兩家公司在精密減速器領域(主要應用在工業機器人領域)市場佔有率接近75%。

我們國家2025規劃裡,把減速器放在了一個十分核心的地位,

節選自2025規劃

但也能看得出我們才剛剛起步,這塊我們得需要時間和技術去磨了,沒有捷徑可走。

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