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深度解析：被日本壟斷的精密減速器，到底牛在哪？

2018-11-27 來源：易智家作者：

全球工業機器人用的精密減速器基本為（wéi）日本所壟斷，最近幾年，雖然國內也有（yǒu）量產的RV減速器，但卻（què）鮮（xiān）有國產機器人企業選用，目前中（zhōng）國（guó）市場的減速器普遍依賴進口。

日本安川機器人揮刀削豌豆（dòu）

作為傳（chuán）統的製造強國，德國、意大利、日本等國家的（de）減速（sù）機產品在材料（liào）、設計水平、質量控製、精度、功率密（mì）度、可靠性和使用（yòng）壽命等方麵處（chù）於行業領先地位。

減速器在機（jī）械傳動領域是連接動力源和執行機（jī）構之間的中間裝置，通常它把電動機、內燃機等（děng）高速運轉的（de）動（dòng）力通過輸入軸上（shàng）的小齒輪齧合輸（shū）出軸（zhóu）上的大齒輪來達到減速的目的，並傳遞更大（dà）的轉矩（jǔ）。

在航空航天、機器人和醫療（liáo）器械等發展的推動下，結構簡單緊湊、傳遞功率大、噪聲低（dī）、傳動平穩的高性能精密減速器需求加大，其中RV減速（sù）器和（hé）諧波減速器更是精密減速器中重要的兩種減速器。

精密減速機，是一種動力傳達機（jī）構，其利用齒輪的（de）速度轉換器（qì），將電機的回轉數減速到所要的回轉數，並得到較大轉矩的裝置。

Nabtesco減速機

目前全球能夠提供（gòng）規模化且性能可靠的精密減速器生（shēng）產企業不多，絕大（dà）多數市場份（fèn）額（é）都被日本企業占據：Nabtesco的（de）RV減速（sù）器（qì）約占60%，Harmonica的諧波減速（sù）器約占15%，還有住友重工(SUMITOMO，未查到比例)。尤其在（zài）機器人領域的應用比例，是壓倒性的。

拆解精密減速機的內（nèi）部結構

Nabtesco(納博特斯（sī）克)是由帝（dì）人精機和納博克(1956年生產了日本第一個自動門)這兩（liǎng）家日本（běn）公司強強合並組成。作為運動控製（zhì）係統和零（líng）部件的生產商（shāng），這兩家公司都在其特定的業（yè）務領域，掌握了高端核心（xīn）技術，控製著很大的（de）市場份額。

作為世（shì）界（jiè）上最大的精密擺線針輪減速（sù）機製造商，Nabtesco生（shēng）產高性能減速（sù）機、中空軸減速機，以及單（dān）軸伺服執行器和控製器。

其生產的精（jīng）密設備具有高扭矩、高剛性和高（gāo）耐過載（zǎi）衝擊荷載能（néng）力的同時，兼有高精密和非常低的回程間隙，被廣泛應用（yòng）於衛星、雷（léi）達天線、工業機器人、半導體和（hé）焊接技術等工業自動化領域。

工業（yè）機器人各關節應用精密減速機

日（rì）本Harmonic Drive Systems Inc.(簡（jiǎn）稱HDSI)是整體運動控製的領軍企業（yè），其生產的Harmonic Drive組（zǔ）合型諧波減速機，具有輕量小型、無齒輪間隙、高轉矩容量等特點，被廣泛應用於（yú）工業機器（qì）人、仿人機器人、半導體液晶生產裝置、光伏設備、光學儀器、精密機床等各種（zhǒng）尖端領域。

諧（xié）波減速器內部結構

為了涵（hán）蓋（gài）諧波減速機所不（bú）能做到的低減速比領域，HDSI產品還涉及到精密行星齒（chǐ）輪箱（xiāng）型諧波減速機Harmonic Planetary。獨特的內（nèi）齒圈形變工藝，可以使得行星齒輪與其齧合的更緊、消除背隙，已達到精密級（jí）的傳動誤差。

Harmonic Planetary Gears諧波行星減速（sù）器

諧波傳動減速器是一種靠波發生器使柔性齒輪產生可控彈性變（biàn）形，並與剛性齒輪相齧合，從頭傳（chuán）遞運動和動力的齒輪傳動（dòng）係統。

Harmonic Planetary Gears諧波行星減速器

日本住友SUMITOMO是（shì）擁有400多（duō）年曆史的世界500強之（zhī）一的住友集團旗下的建設機械廠家，住友產品在（zài）1967年憑借自身技術，開發研（yán）製了第一台液壓挖掘機之後，目前世界各地到處活躍著住友液壓挖掘機的身影。

住友減（jiǎn）速機

住友減（jiǎn）速機包（bāo）含各種型號減速機，如住友大（dà）型斜齒輪減速箱，住友（yǒu）行星齒（chǐ）輪減速機，住友斜齒輪減速機，住友蝸輪蝸杆減速機等。減速（sù）比大，效（xiào）率高，針齒齧合係套式滾動摩擦，齧合表（biǎo）麵無相對滑動，一級減速效率可達（dá）94%。

作為精密機械工業的一個（gè）巔峰之作，減速機的技術門檻非常之高，RV減（jiǎn）速機裏麵完全（quán）是由高精（jīng）度的元件，齒輪相互齧合，對材料科學，精密加工裝備（bèi），加工精度，裝配技術，高精度檢（jiǎn）測技術提出了極高的要求。

國內企業研發多是通過反向工程獲得數據，完全知其然而不知其所以然。所以（yǐ）盡管國內有（yǒu）部分企業在技術水平上取得了重大突破，但國產減（jiǎn）速（sù）器在精度的保持性、精度壽命和產品壽命上都存在研發難點，各項難點導致國產減速器的一致（zhì）性較差，產品之間可複製性低。

另一（yī）方麵，加工製造減速機零部件的（de）設備都非常昂貴，比如美蓋（gài）勒平麵磨床（chuáng），單價折合人民幣就接近千萬元。在沒有足夠的產（chǎn）量支撐下，設備攤銷成本高（gāo）得嚇人。

國產精密減速機成（chéng）本（běn）比國外競爭對手高，性能卻比對手差，銷量當然不好，也（yě）不可能實現規模效應（yīng），實現盈利。而沒有盈利，沒有批量就沒有足夠的（de）資源進行技術改（gǎi）進探索研發，也沒（méi）有（yǒu）辦法形成質量控製，更沒有辦法改進技術（shù）和性能。

目前應用於機器（qì）人領域的減速機主要有兩種，一（yī）種是RV減速器，另一種是諧波減速器。在關節型機器人中，由於RV減（jiǎn）速器（qì）具有更高的（de）剛度和（hé）回轉精度，一般將RV減（jiǎn）速器放置（zhì）在機座、大（dà）臂、肩部等重負載的位置（zhì），而將諧波減速器放置在（zài）小臂、腕部或手部。

對於高精度機器人減速器，日本具備絕（jué）對領先優勢，目前全球機器人行業（yè）75%的精密減速機被日本的Nabtesco和HarmonicDrive兩家壟斷（業界俗稱RV減速機和諧波減速（sù）機），包括abb、fanuc、kuka等國際主流機器人廠商的減（jiǎn）速器均由上述兩家公司提供。

據行業內部人士透露，ABB、發那科、安川、庫卡等國際（jì）主流機器（qì）人整機廠商均（jun1）由以上兩家（jiā）日本公司提供減速機，並且與兩家公司有著非常苛刻（kè）的合作（zuò）條件，即在使用這兩家公司產品時不能再使用別家的產品，否則將（jiāng）解除合作關係。

核心零部件一（yī）直限製著中（zhōng）國機器人（rén）的快（kuài）速發展，如果我們想要形成機器人產（chǎn）業（yè）化，擺脫（tuō）國外（wài）機器人企（qǐ）業的掣（chè）肘，在機器人領域贏得自（zì）主，必須（xū）要將減速器國產化加（jiā）速提上日程。

參考來源：機（jī）械（xiè）cax360、直觀學機械

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