精密减速器行业报告：机器人核心零部件（38页）

行业报告下载 2022年09月12日 07:02 管理员

精密减速器是连接动力源和执行机构之间的中间装置，其作用是降低伺服电机的高转速、通过齿轮减速比放大伺服电机的原始扭矩，并提供高刚性保持、高精度定位。赋能工业机器人，助力制造业自动化转型实现降本增效。精密减速机是机器人的核心零部件，成本约占工业机器人总成本的 32%。根据国家统计局披露的我国工业机器人产量，按照平均一台工业机器人搭载 3 台谐波减速器、3 台 RV 减速器，且谐波减速器平均单价 2500 元，RV 减速器平均单价 4000 元测算，2021 年我国工业机器人减速器市场规模约为 71 亿元。精密减速器下游市场多点开花，除工业机器人外还可以应用至半导体设备、数控机床、医疗器械等对工作精度要求高的设备变速装置上，加速各行业智能化转型。精密减速器国产替代：路径清晰，曙光已现。我国工业机器人用精密减速器国产化率从 2014 年的 11.4%上升至 2021 年的 40.6%。在具备机器人供应链向国内转移、国际巨头发展各遇瓶颈以及国产减速器突破量产的三点核心优势下，减速器国产替代具备强确定性。我国精密减速器生态发展现状：产业生态更优，技术生态建设亟待完善。精密减速器是一个具有特定功能的机械部件，有其成套技术、成套装备和工艺，基于此生产出的减速器、电机和传感器构成了机器人的关节单元。关节单元再构成机器人，最终，机器人为用户使用。

因此，精密减速器的技术生态包含减速器本身的技术、减速器与关节单元协同、减速器与机器人整体性能协同的三个层次。目前，国内的研究重点放在对减速器本身技术以及与关节单元协同的研究，对于如何与机器人本体性能协同的研究几乎一片空白。国产机器人精密减速器与国外先进产品的主要差距在精度寿命、传动效率以及产品稳定性。从整体技术生态层面思考，造成差距的主要原因在于：（1）基础研究不足，尚未完全掌握正向主动设计技术与集成设计分析软件。（2）精度寿命待验证，包括失效机理及规律、高性能材料优选等研究缺乏。（3）装配质量尚未完全可控，尤其是用于精密齿轮加工的高端数控机床，基本进口自日本和欧洲。（4）工程应用数据库建设不到位，导致性能跟踪的反馈与优化缺失。战略引导、政策扶持、需求倒逼的成熟产业生态。我国拥有世界上最大并将持续扩大的机器人市场需求，工业机器人是制造强国的重点领域。从我国精密减速器领域硕博论文数量节节增长可窥探出人才培养、资金投入始终在助力精密减速器产业生态发展。然而，产业发展的背后，仍需关注竞争无序、减速器企业与主机企业融合发展不够等问题对于产业生态发展持续向好的阻碍。应用于工业机器人的减速器主要分为谐波减速器、RV 减速器和行星减速器三种。行星减速器因其减速比、精度较低的特点较少应用于工业以及消费类机器人。本文重点分析谐波减速器和 RV 减速器。谐波齿轮传动技术诞生于 20 世纪 50 年代，是伴随航天技术的发展而催生出的一种新型传动技术。它建立在柔性元件变形的基础上来实现运动的传递，该原理由苏联工程师 OсквитинА.И.М.于 1947 年首次提出。美国工程师 Musser. C. W.于 1959 年提出具有机械波发生器的谐波齿轮传动，提高了谐波传动的承载能力及其传递效率，获得专利并于 1960 年在纽约展出实物。