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机器人不行别再说是国产减速机惹的祸(一)

时间:2025-03-27 来源:产品展示

  在机器人界,大家对国产减速机的“怨恨”颇深,只要机器人出现一些明显的异常问题,就是因为使用了国产减速机。因为国产减速机精度、寿命都不行,哪哪都是问题。事实上机器人不行与减速机不行是两回事,而国产减速机就成了机器人不行的万年背锅王。

  由于近两年,进口减速机价格大大下跌,国产机器人大量使用进口减速机。按照误解,国产机器人应该发展迅猛,与国外品牌匹敌。没想到现实给了冷冷的一巴掌,国产机器人问题重重,终于有人站出来,为什么国产机器人用的减速机与四大家族一样,而实际效果却相差十万八千里。国产减速机泪流满面:终于有人为我正名了!

  在接下来的系列文章中主要陈述三件事,第一,机器人减速机目前的情况大概是怎样的。抛开一味地吹捧国产减速机彻底取代进口或者是打压国产减速机各种不行的论调,而是从技术层面分析说明国产和进口减速机的目前状况;第二,国产减速机跟进口减速机到底差别在哪里,不是空洞地说着精度不行、寿命不行,而是说明为何会精度不行、寿命不行,这才是最重要的。第三,为什么用同样的减速机装出来的效果不一样,就是一模一样的减速机,装配的差异决定了性能的差异,合理的使用也至关重要。

  机器人上使用的减速机最常见的就三种:RV减速机、谐波减速机、行星减速机。其中行星减速机使用较少,常见的是用在DELTA上面,也少量使用在SCARA上,而且用的都是低背隙的高端行星,中低端实在不耐折腾,所以行星在这里就不加以阐述了。

  最常用的,就是RV和谐波。RV的霸主是帝人,谐波的老大是HD,这两家就占了市场占有率的75%左右。其中帝人更是占60%之多。在此之前,这个比例还要更高,只是由于这几年,国产减速机也摸爬滚打积累了不少经验,慢慢开始有不错的产品出来,而且特别是17年机器人大爆发,减速机市场出现供不应求的情况,而且国产机器人价格战也慢慢变得惨烈,双方压迫下,慢慢的变多的国产机器人转向国产减速机,让17年,整个国产减速机行业火了起来。厂家如雨后春笋,但是质量参差不齐。

  普遍认为机器人界的RV三巨头是帝人、住友、SPINEA。说是三巨头,其实不太合适,因为帝人一家独占70%以上,在重载机器人上,帝人更是要达到90%以上的恐怖比例,后面两家望尘莫及。

  帝人由于在RV上面深耕多年,已经把行星结构加摆线结构做得炉火纯青,而且因为是两级减速,高速轴承的转速有所降低,使得不管是发热还是寿命会非常有优势,因此帝人减速机的最大输入转速一般都比其他结构要高一些,计算寿命也长一些。

  正是因为这种经典结构已经被帝人研究透了,做得也很早,市场上用的客户最多,所以国产RV减速机大多数都是防这种结构,甚至命名也按照帝人的格式。哪怕是不同的结构,比如SPINEA,也有对于帝人的E系列完全相同的安装尺寸,并不是抄袭,而是想要让原来帝人的客户用你的东西,就得为客户省力,什么都不改,直接换个减速机就行。

  从实际测试的结果来讲,不愧是行业老大,我测过帝人单个减速机的性能,测试时间超过15000小时,测试下来精度都基本没变,稳定性很高,温升不高。

  住友是继帝人之后大家比较公认的机器人行业RV第二大品牌。住友是我知道的RV减速机构型最多的,中空的,不中空的,一级减速机的,二级减速机的,两片摆线轮的,三片摆线轮的,密封式的、开放式的,凡是你能想到的没想到的住友都有,实在是绝了。

  SPINEA我感觉就像是减速机界的凌美。属于比较小众、低调有内涵的品牌,知道的人不像派克、万宝龙那么多,但进一步探索才会发现他的与众不同。

  尽管在销量上无法和帝人相比,但SPINEA解决了RV减速机和谐波的最大的一个痛点——RV做不小,谐波刚性难提升。而SPINEA最大的特色就是小负载的机器人六个轴都用他的减速机,体积小,刚性又足够强。这得益于SPINEA发明的特殊结构,原理如下图所示。

  因为是一级减速,所以SPINEA的精度很高。而且有意思的是,SPINEA是可以再一次进行选择背隙0.5 arcmin以下,1 arcmin以下,1.5 arcmin 以下三个不同的档次,而且这完全看客户的自主选择。

  但是呢,一级减速也有其劣势。中间的输入端转速是与电机相同的,转速非常高,一是影响寿命,二是大幅度提升了发热。另外一个情况是,由于SPINEA内部结构非常紧凑,所以相同规格的减速机,SPINEA比帝人重一些。

  国产RV绝大多数都是模仿帝人的结构。比较有名气的南通振康、秦川机床、力克精密等等。

  南通振康是做送丝机出身,后来利用在送丝机上赚的钱去做RV减速机。振康老板是技术控,所以在减速机研发上是真正做事的一批人。相比多数厂家一上来就各种各样不同型号齐发布,振康首先专注的是20E与40E这两个出货量最大的型号,先把这两个做成熟了,再去研究其他的。

  性能上,振康经过这么些年的打磨,已经跟帝人越来越接近了,从精度、温升、噪声等方面来说都达到标称要求。当然,还有一些小细节需要下功夫,有些工艺还在改善中,且看振康后续发力吧。

  秦川跟力克,一个是机床出身,一个是减速箱出身,都有比较深厚的资本和技术积累。从日常口碑来说,似乎力克听得更多一些,具体对比就得测过才知道了。

  总的来说,国产RV目前还没听到哪家可以真正对帝人造成威胁。而且RV的制造很复杂,设备投入非常大,研发周期长,是个非常烧钱的技术行当。

  另外有必要注意一下的是,最近市场上慢慢有听到类似SPINEA这种解决RV跟谐波痛点的减速机,即又小,刚性又好,不过大部分都还在验证阶段,有个别是宣传了半天也没看到实物,不知道到底卖的什么药。如果有一天哪一家真的能把体积、刚性、重量、发热这些综合问题都解决了,那就是这一个行业的game changer 了。

  谐波发展到现在也是三巨头,HD,绿的,新宝。HD就不用说啦,老大的地位无人能撼动,而且HD与各大顶尖机器人厂商的关系非同一般,竞争对手就没有插入的可能。

  不过,HD似乎在2017年也犯了错误,没有及时嗅到机器人大爆发的气息,所以没有做扩产准备,结果订单突然爆发,远远供不应求,2018年初的货期已经报出8个月的恐怖货期,并且还有增加的趋势。在生产力严重不足的情况下,HD自然也是先保大客户,所以很多国内的厂家订单根本排不上,只能转向国产厂家,让不少国内厂家终于分得一杯羹,国产谐波的春天就这么突然到来。

  绿的在谐波的研发上也研究多年,本身是做机加出身,这是很多国产厂家的发展套路。因为有比较深厚的机加积累,所以入门较快。绿的是国内最早做谐波的厂家之一,一步步稳扎稳打,也是国内产品系列最全的厂家。中国谐波减速机的相关国标也是由绿的起草。性能上不能说已经赶超HD,但客观来说已经比较接近了。

  新宝属于后来居上型,而且背靠尼得科这个大财团强大的经济支持,其扩张策略和速度是相当恐怖的。绿的在中国属于节节攀升,而新宝几乎是一步登天。早期的新宝并没有直接进攻中国市场,而是选择了农村包围城市的战略,先在一些机器人市场不大的国家推广试用,一边快速依据市场反馈改善工艺。在国内,三四年前新宝也是到处拜访客户希望得到测试机会。然后在2017年,趁着机器人大爆发这股风,新宝一下子就上了天。以“日本的品质,国产的价格”挤掉了所有的国产厂家,直接达到与绿的相抗衡的地步。货期也从1.5个月在短短几个月内延长了是半年以上,到现在变成在中国也是只保某些大客户。如果把HD比喻成高富帅,绿的就属于寒窗苦读金榜提名,新宝简直就是逆袭了。

  除了绿的是国内公认的中国第一大谐波厂家以外,现在国内做谐波的厂家实在太多太多,质量当然也参差不齐。而且减速机这种东西得实测才知道好坏,而且有一个问题,减速机的性能好坏是三两天就能看出来的,没有三到六个月的测试,大部分减速机是看不出区别的。所以真的要知道哪一家性能怎么样,是骡子是马,咱得拉出来溜溜才知道!