機(jī)器人多用于需要重復(fù)工作的環(huán)境中，尤其是那些人類難以操作或操作起來(lái)十分危險(xiǎn)的工作。不同行業(yè)和規(guī)模的制造商正逐步轉(zhuǎn)向利用機(jī)器人進(jìn)行生產(chǎn)，因?yàn)闄C(jī)器人能實(shí)現(xiàn)一周7天、一天24小時(shí)連軸生產(chǎn)，也能實(shí)現(xiàn)當(dāng)今市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)一致性和可追蹤性的需求。
然而，大多數(shù)機(jī)器人制造商最近推出了“cobots”機(jī)器人，它們能夠與人類合作，無(wú)需用安全欄進(jìn)行隔離。這種機(jī)器人可以通過(guò)與工人進(jìn)行互動(dòng)來(lái)支持他們的工作，幫助他們完成特定的任務(wù)。
如今市場(chǎng)持續(xù)變化，需要制造商高度自動(dòng)化、快速化、柔性化應(yīng)對(duì)，機(jī)器人無(wú)疑是最好的解決方案。Oliver Hammel是大昌華嘉中國(guó)區(qū)科技事業(yè)部總經(jīng)理。他的技術(shù)專長(zhǎng)包括制造生產(chǎn)、能源、研發(fā)、食品飲料等行業(yè)的高科技系統(tǒng)、產(chǎn)品以及應(yīng)用。他過(guò)去7年一直在亞洲區(qū)域工作，對(duì)亞洲市場(chǎng)有著十分豐富的經(jīng)驗(yàn)。
以下是Oliver Hammel對(duì)亞洲機(jī)器人市場(chǎng)增長(zhǎng)以及為何旋轉(zhuǎn)矢量（RV）減速器需求持續(xù)加大的四點(diǎn)關(guān)鍵想法。
1. 世界渴求更多的機(jī)器人
到2019年，全世界范圍內(nèi)工業(yè)機(jī)器人有望增長(zhǎng)至300萬(wàn)臺(tái)，大約有70%會(huì)應(yīng)用在汽車、電子、電氣及金屬和機(jī)械制造業(yè)1。IDC表明光亞太市場(chǎng)今年預(yù)計(jì)達(dá)到660億美元，到2021年能達(dá)到1620億美元。這將占到全球機(jī)器人市場(chǎng)的70%以上2。
縱觀各國(guó)機(jī)器人分布規(guī)律，我們可以發(fā)現(xiàn)，在稱之為世界工廠的中國(guó)，機(jī)器人使用比例相對(duì)于工人來(lái)說(shuō)仍然十分低，因此為了適應(yīng)生產(chǎn)大國(guó)的自動(dòng)化需求，機(jī)器人具有相當(dāng)大的潛在市場(chǎng)。
據(jù)估計(jì)，到2020年中國(guó)每年需要消耗190,000臺(tái)機(jī)器人。中國(guó)不會(huì)把這么大的潛在市場(chǎng)全部拱手相讓給外企，因此目前已出臺(tái)了半官方政策，到2020年實(shí)現(xiàn)機(jī)器人國(guó)產(chǎn)市場(chǎng)份額達(dá)50%（95,000 臺(tái)），2025年實(shí)現(xiàn)機(jī)器人國(guó)產(chǎn)市場(chǎng)份額超70%。
在未來(lái)五年，這將為中國(guó)制造商提供超過(guò)740億美元的機(jī)器人及相關(guān)服務(wù)潛在市場(chǎng)。這些數(shù)字的確很大，但考慮到所有主要行業(yè)及制造業(yè)的自動(dòng)化需求，這并不令人意外。
在“中國(guó)制造”2025年制造業(yè)藍(lán)圖中，中國(guó)機(jī)器人行業(yè)將迎來(lái)前所未有的機(jī)會(huì)，許多大型企業(yè)都將工業(yè)機(jī)器人研發(fā)和設(shè)計(jì)作為公司未來(lái)幾年戰(zhàn)略計(jì)劃的重要組成部分。
2.RV減速器，機(jī)器人核心
大多數(shù)工業(yè)和家用機(jī)器采用的是齒輪減速器，通常由堅(jiān)固耐用的金屬（如鋼鐵）制成，采用齒輪或齒輪組安全地降低電動(dòng)機(jī)速度，增加扭矩。旋轉(zhuǎn)矢量（RV）減速器是一種減速機(jī)，它構(gòu)成了最先進(jìn)的機(jī)器人的核心部件。
與其它齒輪減速器相比，它的精度更高、穩(wěn)定性更好、效率更大、尺寸更小。通常機(jī)器人的RV減速器使用的是擺線齒輪。他們能滿足以上各項(xiàng)特性，但設(shè)計(jì)更復(fù)雜，制作更困難。
我們估計(jì)，一臺(tái)現(xiàn)代六軸機(jī)器人的設(shè)計(jì)成本中，RV減速器占到約36%，因此成為最大的成本因素，同時(shí)也是區(qū)別其他機(jī)器人的地方。這個(gè)不同之處是指只有高質(zhì)量的RV減速器才能確保機(jī)器人長(zhǎng)時(shí)間處在正確位置，并保持必要的精度和不同有效負(fù)載的變化。
當(dāng)然，這些要求也會(huì)給擺線齒輪的制造過(guò)程帶來(lái)額外的挑戰(zhàn)：
擺線齒輪由耐用材料制成，齒輪表面硬度達(dá)HRC 60-64，主要通過(guò)打磨制成。打磨過(guò)程不僅要考慮到尺寸限制，又要考慮打磨形狀，因?yàn)閿[線齒輪齒形以表形和hpo圓弧形曲線為基礎(chǔ)，不僅對(duì)機(jī)器而言是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，而且對(duì)設(shè)計(jì)也有很高要求。也就是說(shuō)，你需要用硬鋼打磨一種自由形態(tài)曲線——精確到幾微米。這并不是一件容易的事情。
一旦機(jī)器加工完成，你就需要有合適的測(cè)量技術(shù)，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量。我們知道這些減速器需求量很大，因此使研磨和測(cè)量這些過(guò)程自動(dòng)化并與閉合回路相連（也就是說(shuō)，當(dāng)零件被測(cè)量出需要的公差時(shí)，就會(huì)自動(dòng)地修正研磨機(jī)）就十分必要。
當(dāng)然，你需要特殊的機(jī)器工具來(lái)完成這項(xiàng)任務(wù)，而且你需要經(jīng)驗(yàn)豐富、訓(xùn)練有素的機(jī)床操作員和工程師。
鑒于這些原因，全世界只有幾家專業(yè)公司能制造這種擺線齒輪。目前，工業(yè)機(jī)器人使用的大多數(shù)RV減速器來(lái)自日本品牌，其次是韓國(guó)和捷克。全世界由國(guó)際機(jī)器人制造公司如ABB、Fanuc和Kuka使用的精密減速器中，有近75%為日本公司制造。
日本之所以占據(jù)主導(dǎo)地位，是因?yàn)樗谥圃鞓I(yè)時(shí)代早期就開始研發(fā)機(jī)器人，用于應(yīng)對(duì)老齡化導(dǎo)致的勞動(dòng)力減少問(wèn)題。而另一方面，由于近年來(lái)，中國(guó)面臨著持續(xù)增長(zhǎng)的生產(chǎn)需求和有限的勞動(dòng)力資源問(wèn)題，因此機(jī)器人研發(fā)才被提上日程。
3. 機(jī)器人價(jià)格將會(huì)下降
未來(lái)幾年，由于六軸機(jī)器人需求不斷增加，其價(jià)格開始大幅降低。下圖是ARK投資公司發(fā)布的圖表，根據(jù)圖表預(yù)測(cè)，六軸機(jī)器人平均成本將會(huì)大幅降低，比BCG公司預(yù)測(cè)的幅度更大。
但是不僅硬件成本會(huì)下降，集成成本也會(huì)降低。九月份出席漢諾威歐洲機(jī)床展（EMO）的人士可能會(huì)意識(shí)到，幾乎所有的機(jī)床公司都在標(biāo)準(zhǔn)化的接口上工作，并以工業(yè)4.0的名義交換機(jī)械機(jī)器人數(shù)據(jù)。
這種標(biāo)準(zhǔn)化將使機(jī)器人應(yīng)用至制造過(guò)程中的實(shí)際技術(shù)集成變得更容易，成本更低，因此也將打開機(jī)器人應(yīng)用大門（盡管到目前為止，這一應(yīng)用的自動(dòng)化仍都被視為不具有經(jīng)濟(jì)效益）。然而了解這一點(diǎn)，我們必須認(rèn)識(shí)到，牢固的工藝知識(shí)一直是任何自動(dòng)化成功的基礎(chǔ)。
4.與日本制造商的競(jìng)爭(zhēng)
中國(guó)不僅是過(guò)去四年工業(yè)機(jī)器人銷量最大的市場(chǎng)，也是未來(lái)最大的潛在市場(chǎng)，但國(guó)產(chǎn)機(jī)器人制造一直依賴進(jìn)口精密RV減速器。
然而，這種情況也正在逐步轉(zhuǎn)變。越來(lái)越多的中國(guó)RV減速器制造商開始投資由國(guó)際公司如大昌華嘉提供的關(guān)鍵解決方案。這可以幫助他們實(shí)現(xiàn)RV減速器的國(guó)產(chǎn)，滿足國(guó)內(nèi)機(jī)器人制造商的需求。
去年年底，有20多家中國(guó)公司推出了國(guó)產(chǎn)的精密減速器 4。據(jù)估計(jì)，到2020年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人減速器市場(chǎng)需求將超過(guò)40億人民幣，其中有30億人民幣來(lái)自RV減速器。
最終，最大的資助者將是機(jī)器人制造商和他們國(guó)內(nèi)外的客戶，因?yàn)闄C(jī)器人價(jià)格下降，更多的應(yīng)用變得可承擔(dān)。中國(guó)將不會(huì)錯(cuò)失在這個(gè)市場(chǎng)大展拳腳的機(jī)會(huì)。
