工业机器人三个核心部件是伺服电机、减速器和控制器。
伺服电机是指控制伺服系统中机械部件运转的发动机,是一种辅助电机间接传动装置。伺服电机可以使控制速度和位置精度非常精确,可以将电压信号转换成转矩和速度来驱动被控对象。
减速器是一种封装在刚性外壳中的减速器。体内它是由齿轮传动、蜗杆传动和齿轮蜗杆传动组成的独立部件,常用作原动机和工作机之间的减速传动装置。
控制器(英文名:Controller)是指按照预定的顺序改变主电路或控制电路的接线和电路中的电阻值,以控制电机的启动、调速、制动和反转的主命令装置。
图表:2018年工业机器人核心部件的成本比例
2018年工业机器人在总成本中,伺服电机、减速器和控制器的比例约为70%,分别为22%、32%和12%。
一,工业机器人三大核心部件国内发展现状
1.伺服电机发展迅速。
随着我国《制造业2025》和《智能制造发展规划(2016-2020年)》的颁布,智能装备应用普及和重点领域自动化智能化改造加快。伺服系统作为智能装备最重要的执行部件,应用广泛,市场空间仍处于推广阶段。
根据国际机器人联合会(IFR)数据显示,2018年,中国工业机器人伺服电机装机15.64万台,市场规模23.2亿元,近三年平均复合增长率33%,发展迅速。
中国伺服电机市场规模
2、控制器销售和机器人本体一致性
控制器是工业机器人大脑,占工业机器人总成本的12%,2018年国内工业机器人控制器整体市场销量为15.14万台工业机器人销量一般为1:1,控制器市场规模约为12.39亿元。
2012-2018年国内控制器销量及增长率
3.减速机销量增加,价格减少
2018年国内工业机器人减速器总装机量为47.4万台,近三年复合年增长率超过50%,下游市场需求快速增长。其中增量37.28万辆,存量置换10.18万辆。据新产业智库预测,2019年装机量约为60万台。过去几年的减速器价格看趋势,随着市场规模的扩大,市场价格在逐年下降。从2013年到2018年,6年时间均价从11000元降到6800元。
2013~2019工业机器人减速器装机容量和平均市场价格
二、三大核心零部件市场竞争激烈,国内发展空间大。
国产三大核心部件起步较晚,有与日系产品并驾齐驱之势。同性目前国产零部件在技术上比不上发达国家,但现在在市场份额上逐渐高于进口零部件。
伺服马达组件机器人在执行单元,国货进口替代、生产大功率还有巨大的空间。机器人匹配伺服电机,优化小而高密度的集成路径是国产产品的主要发展方向。
减速器依赖国内生产。机器人随着低端应用市场的不断扩大,国内工业机器人企业探索这些领域的积极性很高,国产减速器的份额将继续增加。弗莱谐波公司董事长Jason表示:“基本上国内制造的同类谐波减速器性能相差不是很大,但国产产品在噪音、寿命、温升等方面与标准哈马纳科相比有一定差距,需要继续努力改进。”
由于谐波减速器领域起步较晚,在生产测试技术、材料选择、配置等方面的研究和测试都不如日本,所以出现一些问题在所难免。与其他软件研发不同的是,减速器的研发没有捷径可走,只有在实际生产中不断测试,才能改进工艺。
2018年,ABB、库卡、安川Fanuc四大家族在中国控制器市场的占比与本体市场基本持平,约为53%;国内一些企业控制器还是需要外包的。国内自主品牌本体市场份额为32.8%,但在控制器市场只有21.8%。国内企业控制器尚未形成市场竞争力,还有巨大的发展空间。
第三,政策引导是发展的主力,提高产品竞争力是发展的动力。
目前国内三大核心零部件市场仍需要国家政策的大力支持。工业机器人是推动产业升级发展的重要支撑手段。国内企业依托本地资源和市场发展,鼓励企业不断提高自身和产品的竞争力,鼓励国产品牌走出去,这将有助于拓展中国三大核心零部件市场。
目前国内零部件企业的经营理念变化很快,未来在国内会很大。公司我们应该更加关注自己的核心产业,走精品化的道路。这种变化将为国内厂商带来发展机遇。