【機械cax360第423期】全球工業機器人用的精密減速器基本為日本所壟斷，最近幾年，雖然國内也有量産的RV減速器，但卻鮮有國産機器人企業選用，目前中國市場的減速器普遍依賴進口。

▲日本安川機器人揮刀削豌豆

01

作為傳統的制造強國，德國、意大利、日本等國家的減速機産品在材料、設計水平、質量控制、精度、功率密度、可靠性和使用壽命等方面處于行業領先地位。

減速器在機械傳動領域是連接動力源和執行機構之間的中間裝置，通常它把電動機、内燃機等高速運轉的動力通過輸入軸上的小齒輪齧合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的，并傳遞更大的轉矩。

在航空航天、機器人和醫療器械等發展的推動下，結構簡單緊湊、傳遞功率大、噪聲低、傳動平穩的高性能精密減速器需求加大，其中RV減速器和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，是一種動力傳達機構，其利用齒輪的速度轉換器，将電機的回轉數減速到所要的回轉數，并得到較大轉矩的裝置。

▲Nabtesco減速機

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

▲拆解精密減速機的内部結構

Nabtesco(納博特斯克)是由帝人精機和納博克(1956年生産了日本第一個自動門)這兩家日本公司強強合并組成。作為運動控制系統和零部件的生産商，這兩家公司都在其特定的業務領域，掌握了高端核心技術，控制着很大的市場份額。

作為世界上最大的精密擺線針輪減速機制造商，Nabtesco生産高性能減速機、中空軸減速機，以及單軸伺服執行器和控制器。

其生産的精密設備具有高扭矩、高剛性和高耐過載沖擊荷載能力的同時，兼有高精密和非常低的回程間隙，被廣泛應用于衛星、雷達天線、工業機器人、半導體和焊接技術等工業自動化領域。

▲工業機器人各關節應用精密減速機

日本Harmonic Drive Systems Inc.(簡稱HDSI)是整體運動控制的領軍企業，其生産的Harmonic Drive組合型諧波減速機，具有輕量小型、無齒輪間隙、高轉矩容量等特點，被廣泛應用于工業機器人、仿人機器人、半導體液晶生産裝置、光伏設備、光學儀器、精密機床等各種尖端領域。

▲諧波減速器内部結構

為了涵蓋諧波減速機所不能做到的低減速比領域，HDSI産品還涉及到精密行星齒輪箱型諧波減速機Harmonic Planetary。獨特的内齒圈形變工藝，可以使得行星齒輪與其齧合的更緊、消除背隙，已達到精密級的傳動誤差。

▲ Harmonic Planetary Gears諧波行星減速器

諧波傳動減速器是一種靠波發生器使柔性齒輪産生可控彈性變形，并與剛性齒輪相齧合，從頭傳遞運動和動力的齒輪傳動系統。

▲ Harmonic Planetary Gears諧波行星減速器

日本住友SUMITOMO是擁有400多年曆史的世界500強之一的住友集團旗下的建設機械廠家，住友産品在1967年憑借自身技術，開發研制了第一台液壓挖掘機之後，目前世界各地到處活躍着住友液壓挖掘機的身影。

▲住友減速機

住友減速機包含各種型号減速機，如住友大型斜齒輪減速箱，住友行星齒輪減速機，住友斜齒輪減速機，住友蝸輪蝸杆減速機等。減速比大，效率高，針齒齧合系套式滾動摩擦，齧合表面無相對滑動，一級減速效率可達94%。

02

作為精密機械工業的一個巅峰之作，減速機的技術門檻非常之高，RV減速機裡面完全是由高精度的元件，齒輪相互齧合，對材料科學，精密加工裝備，加工精度，裝配技術，高精度檢測技術提出了極高的要求。

國内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。所以盡管國内有部分企業在技術水平上取得了重大突破，但國産減速器在精度的保持性、精度壽命和産品壽命上都存在研發難點，各項難點導緻國産減速器的一緻性較差，産品之間可複制性低。

另一方面，加工制造減速機零部件的設備都非常昂貴，比如美蓋勒平面磨床，單價折合人民币就接近千萬元。在沒有足夠的産量支撐下，設備攤銷成本高得吓人。

國産精密減速機成本比國外競争對手高，性能卻比對手差，銷量當然不好，也不可能實現規模效應，實現盈利。而沒有盈利，沒有批量就沒有足夠的資源進行技術改進探索研發，也沒有辦法形成質量控制，更沒有辦法改進技術和性能。

目前應用于機器人領域的減速機主要有兩種，一種是RV減速器，另一種是諧波減速器。在關節型機器人中，由于RV減速器具有更高的剛度和回轉精度，一般将RV減速器放置在機座、大臂、肩部等重負載的位置，而将諧波減速器放置在小臂、腕部或手部。

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

據行業内部人士透露，ABB、發那科、安川、庫卡等國際主流機器人整機廠商均由以上兩家日本公司提供減速機，并且與兩家公司有着非常苛刻的合作條件，即在使用這兩家公司産品時不能再使用别家的産品，否則将解除合作關系。

核心零部件一直限制着中國機器人的快速發展，如果我們想要形成機器人産業化， 擺脫國外機器人企業的掣肘，在機器人領域赢得自主，必須要将減速器國産化加速提上日程。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!