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为什么国内工业机器人用的RV减速机一般都是进口的?

为什么国内工业机器人用的RV减速机一般都是进口的?我们生产机器人不是有号称四大家族吗?做不了RV减速机吗?
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赞同来自 : 金金 李世贸 星旭自动化

用于机器人高负载关节的高刚性精密减速机,目前不仅是国内,世界范围内纳博(帝人)的RV减速机也是具有绝对的市场份额,真正的竞争对手并不多。这种减速机的技术特点也是难点,就是在于既要能够承受很大的冲击,还要保证大扭矩的传递和精度。因此从材料、热处理、磨削、轴承、装配、检测要求都很高。仅用于超精密磨削加工的美盖勒磨床价格都是以千万计。因此,尽管国内有许多厂家研发并生产出来,但因其成本高企不下,也没有竞争优势。另一方面,减速机的保持精度。许多厂家减速机刚出厂的时候可能精度能够达到要求,甚至超过机器人运动需要的精度,但是运行超过一定时间后,精度下降很厉害,无法满足使用要求了。据说,即使那家国外品牌在国内生产的产品目前也和国内厂家产品一样也存在噪音、发热和精度不持久的问题。

从需求市场讲,据说国内机器人生产制造厂家超过800余家,但年产量和销量能够超过500台套的寥寥无几,因此对高刚性精密减速机的需求量不大。国内机器人本体依然是“四大家”的天下,而“四大家”不可能会轻易尝试未经证实国内厂家的减速机产品。

如果没有突破性的技术,国内厂家沿着日本人的技术路线走下去,仅靠拼设备拼加工精度,很难能看到出头的一天。日本人不仅目前有降价空间,也绝对有足够的技术领先优势可能设计成本更低面对中国市场专门产品。

加工和制造是一方面,国内就是太过于强调加工与制造,而忽略了设计本身,不去静下心来去研究为什么日本人那样做,设计精髓在哪,导致做不出满足要求的产品,细数国内多少厂家为了攻克RV减速机项目投入多少世界一流的加工设备,结果呢,设备成了摆设。所以想做好RV减速机,拥有好的加工制造设备是一个前提,但是必须还要考虑人的因素,因为这东西毕竟还是人设计出来的,其次,这种精密机械不可能一下子就会攻克,想做这个减速机必须静下心来,不能急功近利。
 
从某种意义上来说,目前那些民营企业,没有政府足够的补贴和支持,仍然还坚持烧钱研发、生产机器人用减速器的厂家,真可以算是有民族情怀的了,应该给予足够的敬意!
秦川、双环、武汉精华、昆山光腾、恒丰泰、南通振康、巨轮股份、泰隆,那个会走到底,走出头呢?
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作为机器人从业者,我对减速机(当然是机器人用的减速机)行业的情况略知一二。应该说,这个问题并不仅仅是中国在国产RV减速机的问题,它也是所有中国在试图自主制造高级设备企业面临的共性问题。我把它称之为技术-成本死循环。

首先我们看技术方面。
RV减速机,作为一种小体积,大传动比,零背隙,超高传动/体积比的减速机,是精密机械工业的一个巅峰之作,减速机里面完全是由高精度的元件,齿轮相互啮合,对材料科学,精密加工装备,加工精度,装配技术,高精度检测技术提出了极高的要求。(图)

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我们现在所能做的只是从购买产品里面拆开分解分析,进行反向工程,完全知其然而不知其所以然。给大家举个例子吧,18世纪的时候,欧洲的玻璃器及光学用途玻璃领先于世界,因为它的玻璃纯净介质均匀,确保光不会在介质疏密不均情况下发生折射,影响光学性能。其他国家的工匠将一直想要了解清楚缘由,但是一直也没有破解其奥秘所在,后来直到20世纪这个方法才被完全公开,也就是在玻璃在热融状态进行长时间加热不停的搅拌,并且搅拌的速度角度和方法也各有讲究,但是,不知道这一点,凭摸索就是以前很难与突破的。

我另外知道一个真实的故事,日本知名的摩托车制造企业铃木摩托车,在中国有一个合资制造厂叫江门大长江铃木摩托车制造有限公司,这家公司,在中国肇庆分厂建厂之初曾经碰到一个怪事。他们的一个250cc,59马力的摩托车发动机在中国组装的产品硬是只有55个马力,那丢失的4个马力不知道到哪里去了?材料是一样的,真的生产工艺方法也是一样的,后来大概花了足足一年的时间进行TQM落实整改,才慢慢的把那4个马力差异找回来,这里牵涉到严格的工艺规范和质量控制工程,就是工业技术半点来不得马虎的地方。

我也曾经试用过国产的知名某品牌的RV减速机,应该说确实能用,但是其噪声和发热量明显高于进口品牌纳博特斯克的减速机,搞机械的都知道,发生噪声和发热都意味着其中的一些齿轮啮合不良,有超额摩擦磨损,有内部应力,机械不是在一种正常的工况下进行工作,这样的机械寿命不会很长。后来他们几番改进,降低了不少,但还是达不到Nab的水平,不同于电气产品,机械元件的失效和损坏不是立竿见影的,而是一个有时间的过程,哪怕现在能用。谁也不能保证,3个月半年一年之后,是不是会因为磨损报废,那时候进行对成千上万的产品召回或者维修的成本就大得吓人了,所以确实不敢用。
技术性能是一方面,成本又是另外一个方面。
加工制造减速机的设备都非常昂贵,比如美盖勒平面磨床, 内孔端面外圆一道磨 ,精度0.5μ重复定位0.3μ ,据说加工达到1μ,有砂轮库。折合人民币价值就接近千万元了。在没有足够的产量支撑下,他的设备摊销成本就高得吓人。
业界有个笑话:

    话说财经记者采访某刚刚上市的减速机制造企业的老总:
    “请问您融资了几个亿,打算用来干什么呢”
    “先把拖欠供应商欠款,拖欠工资奖金啥的给发了,然后还一下买美盖勒的贷款”
    “那剩下的呢?”
    老板抬起头,吐了一口烟
    “剩下的啊,慢慢还……”


这当然是个笑话,但其实不光是美盖勒的磨床。生产减速机的所有设备,所有管理人员都要参在一个非常小的批量上进行设备摊销,成本下不来。而形成对比的是纳博特斯克一家,就几乎垄断了全球的大负载大传动比机器人用减速机的供应。——在这里插一句话,这种减速机实际上应该是摆线针轮的一个改进种,RV不是正式名称,而只是纳博特斯克的产品型号,因为其垄断地位,使得我们现在把这类减速机都称为RV。——我们的批量再怎么样也不过是那博的1%。所以这就变成了一个恶性循环,成本比国外竞争对手高性能却比性的对手差,销量当然高不了,然后也不可能实现规模效应,实现盈利,而没有盈利,没有批量就没有足够的资源进行技术改进探索研发,没有足够的销售批量就没有办法形成质量控制,也没有办法改进技术和性能。

而我现在所说的这个,技术——价格死循环。还不仅仅是国内的机器人减速器行业的困境。更是中国企业在以数控机床和机器人为代表的,现代化高技术装备行业中面临的困境。
中国的工业从业者们,仍然任重而道远啊!
最近接触一些减速机方面的工作,特地过来补充国产减速机存在的问题。我看到有很多减速机生产厂家关注这个问题。觉得我说的有问题欢迎补充。
减速机目前主要应该是三个指标:精度、寿命、抗冲击性能。其实具体到使用上来,并不是越高越好,用户更加关注的是稳定,即在设定的工作寿命时间内(6000小时?)刚度不变---精度不变。
  说一下国产减速机的特点,根据我与不同厂家工程师交流的结果,抛开价格这些,聚焦到产品基础属性,大家的评价惊人的一致,概括起来就是四个字:虎头蛇尾。国产减速机在出场的时候表现惊人的好,拿刚出厂的国产减速机跟国外减速机比,数据好看得惊心动魄。甚至分不清哪家是国产的哪家是国外的。
但是过一段时间,国产减速机的性能突然急剧下降,降破底线。简直是谜一样的原因。更重要的是,这个性能急剧下降的时间点并不固定,也有不下降的,用起来跟买彩票似的。找了很多减速机厂家的工程师过来,都说不清楚原因。前段时间跟一个这方面的朋友聊。推测了一下原因,放在这里跟大家讨论:
先说结论,原因出在国产减速机对于精度的追求。听起来有些奇怪对吧。目前减速机厂家都在追求1弧分的精度。那么厂家们都是怎么做的呢?简单来说就是把所有可能的间隙都做一个过盈配合。严丝合缝,最精密了。精度达到了,甚至更高,问题也来了,装配工艺跟不上。或者装配跟上了,但是因为没有缝隙装配过紧,那么这种过盈导致的过紧,最终就会导致磨损过大,很快就会形成间隙和松动,扭转的刚度也就很快地变差了。
要么出场精度差,要么用一段时间精度差,这就是难题。
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品一口忧郁

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市场没有足够的时间成本和价格成本,让我们自己去突破技术。就是常说的:技术-成本死循环。
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小胖哥

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楼上答案,好像说了等于没说,但是细细思考,是这个原因:技术-成本死循环。

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