一、關(guān)鍵零部件對外依存度高制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展
機(jī)器人是機(jī)電一體化的智能制造裝備，集精密機(jī)械、控制技術(shù)、電機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)等于一體，其較為重要的上游產(chǎn)品包括減速器、控制器、伺服電機(jī)、傳感器等關(guān)鍵零部件以及系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件等。其中，精密減速機(jī)、控制器、伺服系統(tǒng)以及高性能驅(qū)動器等關(guān)鍵零部件成本占到機(jī)器人整體生產(chǎn)成本的70%以上，關(guān)鍵零部件所涉及的技術(shù)含量高，在同類產(chǎn)品中具有較強(qiáng)的技術(shù)溢出性。
近年來，我國雖然已有部分企業(yè)在減速器、伺服電機(jī)和控制器等關(guān)鍵零部件的研制上有所突破，但技術(shù)方面與國外仍然存在一定差距。關(guān)鍵零部件在精度、可靠性等方面與國外產(chǎn)品相比缺乏競爭力，高端產(chǎn)品缺乏，進(jìn)口依賴嚴(yán)重。同時，由于關(guān)鍵零部件的市場集中度，而我國本體廠商規(guī)模普遍偏小，在采購進(jìn)口零部件時議價能力較弱，采購成本居高不下。對進(jìn)口關(guān)鍵零部件的依賴使得國內(nèi)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)失去很大比例的利潤空間，難以在國際競爭中勝出。
十三五期間，我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)應(yīng)針對這一產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸和短板，著力突破核心技術(shù)制約，切實(shí)提高關(guān)鍵零部件國產(chǎn)化能力，夯實(shí)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，促進(jìn)我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。
二、突破五大關(guān)鍵零部件提高核心競爭力
1、高精密減速器
機(jī)器人用精密減速器是控制機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動的核心部件，其精度高低直接決定了機(jī)器人操作的精細(xì)程度（包括定位精度和運(yùn)動精度），是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈至關(guān)重要的應(yīng)用環(huán)節(jié)。
機(jī)器人用減速器主要分為諧波減速器和RV減速器兩種。精密減速器技術(shù)開發(fā)難度較高，是純精密機(jī)械部件，要求較高的回轉(zhuǎn)精度、剛度和疲勞強(qiáng)度，對加工工藝技術(shù)和材料技術(shù)也提出了很高的要求。產(chǎn)品要求具有率、高精度、高可靠性、低重量、長期免維護(hù)性等。
在機(jī)器人用高精度減速器的研發(fā)和生產(chǎn)領(lǐng)域，日本具備優(yōu)勢，以納博特斯克、哈默納科、住友等企業(yè)為代表。其中，全球機(jī)器人行業(yè)70%以上的精密減速機(jī)被日本的納博特斯克和哈默納科兩家壟斷，ABB、FANUC、KUKA等國際主流機(jī)器人廠商的減速器也均由上述兩家公司提供。納博特斯克優(yōu)勢產(chǎn)品是RV減速機(jī)，哈默納科的優(yōu)勢產(chǎn)品是諧波減速機(jī)。日本納博精密減速機(jī)扭矩大且精度高，高剛性且抗震性強(qiáng)，尤其產(chǎn)品質(zhì)量保障期超長，2015年，納博斯特克精密減速機(jī)銷售額達(dá)到453億日元，營業(yè)利潤達(dá)到68億日元。
總的來看，國產(chǎn)減速器在額定扭矩和傳動效率等方面與國外產(chǎn)品差距較小，但在扭轉(zhuǎn)剛度、傳動精度等穩(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等問題，耐疲勞強(qiáng)度方面差距也比較明顯。經(jīng)過近兩年發(fā)展，我國在諧波減速器的研制方面已經(jīng)取得突破，產(chǎn)品也趨于成熟，部分企業(yè)的諧波減速器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并初步得到國內(nèi)市場的認(rèn)可；但在RV減速器方面，由于其制造技術(shù)難度大，雖然國內(nèi)也有幾家廠商在研發(fā)銷售，但仍處于推廣試用階段，沒有真正實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的批量生產(chǎn)，國產(chǎn)化進(jìn)程較為緩慢。
隨著我國工業(yè)機(jī)器人需求規(guī)模不斷擴(kuò)大，國內(nèi)對高精密減速器的市場需求也在不斷提高，然而當(dāng)前國內(nèi)精密減速器市場仍然被日本納博特斯克和哈默納科主導(dǎo)，且國內(nèi)外價差較大，使得自主品牌工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品缺乏市場競爭力。未來幾年，通過發(fā)展高強(qiáng)度耐磨材料技術(shù)、加工工藝優(yōu)化技術(shù)、高速潤滑技術(shù)、高精度裝配技術(shù)、可靠性及壽命檢測技術(shù)以及新型傳動機(jī)理的探索，發(fā)展適合機(jī)器人應(yīng)用的率、低重量、長期免維護(hù)的系列化減速器，并實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，是降低國產(chǎn)機(jī)器人成本、提升國際競爭力的重要環(huán)節(jié)。
2、高性能機(jī)器人專用伺服電機(jī)和驅(qū)動器
伺服電機(jī)用于驅(qū)動機(jī)器人的關(guān)節(jié)，要求有功率質(zhì)量比和扭矩慣量比、高啟動轉(zhuǎn)矩、低慣量和較寬廣且平滑的調(diào)速范圍。驅(qū)動器是用來使機(jī)器人發(fā)出動作的動力機(jī)構(gòu)，機(jī)器人驅(qū)動器可將電能、液壓能和氣壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)器人的動力。
機(jī)器人專用伺服電機(jī)和驅(qū)動器是在普通通用伺服電機(jī)和驅(qū)動器的基礎(chǔ)上，根據(jù)機(jī)器人的高速、重載、高精度等應(yīng)用要求，增加驅(qū)動器和電機(jī)的瞬時過載能力，增加驅(qū)動器的動態(tài)響應(yīng)能力，進(jìn)一步提高控制品質(zhì)。高性能伺服電機(jī)能夠使機(jī)器人跟隨外部指令進(jìn)行人們所期望的運(yùn)動，運(yùn)動要素包括位置、速度和力矩。工業(yè)機(jī)器人精度要求高，使用的主要是高精度伺服電機(jī)；從電機(jī)種類上看，交流伺服電機(jī)占比較高。
目前全球高性能機(jī)器人專用伺服電機(jī)的主流供應(yīng)商主要由日系、歐美系、臺灣和韓國等占主導(dǎo)，其中，歐系機(jī)器人的電機(jī)主要由倍福、倫茨、Lust、博世力士樂等公司提供，其特點(diǎn)是過載能力和動態(tài)響應(yīng)好，驅(qū)動器開放性強(qiáng)，具有總線結(jié)構(gòu)，但價格相對昂貴；日系主要由安川、松下、三菱、FANUC等公司提供，價格相對較低，但動態(tài)響應(yīng)能力較差，開放性較差，且大部分只具備模擬量和脈沖控制方式。控制器的主流供應(yīng)商主要包括美國的DeltaTau和Gail、英國的TRIO和中國的固高、步進(jìn)等公司。
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