必要减速，超车困难。
机器人在概念上，我们主要围绕两类产品:服务和人形智能。机器人；多关节多自由度工业机器人。在《中国制造2025》和“工业在4.0”的影响下，数字化制造生态成为大势所趋。工业机器人作为生产的起点，成为了资本追捧的对象。
在腾讯、高林等资本都在不断加码。工业机器人后面:中国。工业机器人它已经进入了生产的各个环节。
埃斯顿机器人宣传片)
但是就在八年前，中国。工业机器人企业仍然被一个拳头大小的小部件卡在脖子上，挣扎在成本和利润的漩涡中。
不用管谐波减速器，中国机器人不会有明天。
2013年，中国成为世界第一。工业机器人市场。出现了以宋新、Eft、埃斯顿、光枢等公司为首的头部厂商。
但是，繁荣机器人市场对应的是曾经极度不平衡的上游产业链。
由于缺乏核心技术，2013年中国工业机器人制造商更像是装配企业，减速器，伺服电机，控制器-工业机器人三大核心部件全部依赖进口。
其中，减速器与动力源和执行机构相连。机构在中间装置中，通过使用齿轮、链条、皮带传动等减速装置，将电机、内燃机等高速运转的动力通过输入轴上的小齿轮与输出轴上的大齿轮啮合，达到减速的目的，传递更大的扭矩。
更直观地说，减速器将动力转化为精度，因此它保持不变工业最好的产品的命脉。
在传统的六轴机床上工业机器人通常需要三个RV减速器和三个谐波减速器。总体需求很大。当时是中国。工业机器人占成本结构36%的“独档”，也是产业链中最急需的核心技术。
在减速器技术的细分中，谐波减速器与RV减速器相比，结构更简单，对回转精度的要求更低。在轴承、材料和热处理技术方面，中国与国外进行了比较。工业There is less demand for industries and technical links with weak accumulation.
RV reducer has high rigidity and torque bearing capacity, and at the same time, it is large and suitable for机器人Parts with heavy load exceeding 20kg, such as boom and base;
Harmonic reducer is small in size and high in motion accuracy, which is suitable for机器人Arm, wrist, hand and other parts that need fine operation.
Aobo机器人)
3C In the production of electronics, semiconductors, abrasives, medical care, food, injection molding and other industries, it is more dependent on light load and fine operation.工业机器人Therefore, the harmonic reducer is indispensable.
Let the harmonic reducer have domestic substitution, which is native to China.工业机器人The primary goal of core technology breakthrough.
接下来，我们将为您梳理-
1.中国。工业机器人表面风光下隐藏的痛苦
2.为什么要面对？机器人零件被高价垄断了怎么办？
3.一个代工厂为了R&D孤注一掷的动机是什么？
4.日本尖端技术的软肋在哪里？
5.谐波减速器突破技术封锁，拥有中国标准后，我们在产业链上还有哪些隐忧？
1.中国机器人利润危机
与中国。机器人“长子”新松机器人比如说。2013年前后，宋新的收入规模随着市场的繁荣一直在正向发展，但是每台机器的利润越来越低，毛利率在下降。
究其原因，在于减速机等核心技术的缺失，使得宋新的利润增长在2012-2016年复合增长率超过30%的市场环境中“逆势”增长。
制图:立方体知识局
面对异军突起的中国市场，外资机器人品牌一点也不慌张，依然奉行一贯的对华销售策略——通过降价推广产品，扩大市场份额，然后提供后续服务和配件来盈利。
2003年，国外某品牌有六轴，载重量5 kg。机器人国内售价80 ~ 90万元；到2013年，已经降到20-30万元。
仅与国外产品相比价格在中国低10%。工业机器人面对前者的市场份额，下游客户更高的品牌信任度，更大更全的营销服务网络，本土优势荡然无存。
由于每件产品成本高昂，当时的中国工业机器人业内有句话:“100台起步，500台持平，1000台盈利。”但纵观所有本土厂商，能卖出200台的都是“稀缺品种”。
宋新，国研出身，是本土品牌的大哥。刚刚成为世界上最大的工业机器人在中国的市场，这个老大哥带着他所有的小弟，总销量9700多台，占26%的市场份额，相比外资处于极度劣势。
更糟糕的是，中国自己。工业机器人陷入了“低端高端产业”的窘境，60%的销售额集中在搬运和装卸领域。在汽车制造中，焊接等关节机器人在使用场景上，外资占比高达92%。
“垄断”这个词绝不是虚张声势。
制图:立方体知识局
但是真的封锁中国。工业机器人前进的障碍还在上游产业链面前。
2.中国高价减速机“特供”
外国制造商的机器人大幅降价的根本原因在于处理上游配件时的成本控制。
当时，两家日本公司——Hamernaco(谐波减速器)和Nabotsk (RV减速器)垄断了减速器全球75%的市场份额。
同一个买家，全世界机器人巨头ABB和发那科买了减速机。价格但远低于中国企业。
之所以巨大。价格差，有两个原因:
1中国机器人企业规模普遍较小，减速机采购只能以“小批量多品种”的模式进行，极易形成被动局面。
回顾国外机器人巨人，一方面很早就开始和哈默纳科、博纳合作；另一方面，规模化生产带来的是每个月几千套减速机的采购，采购价格自然会降低。
2外国投资机器人企业，尤其是日本企业，对中国感兴趣。工业机器人市场的抢占情况很明显。2013年甚至被称为日本。工业机器人迈向中国生产的“元年”；
年初，不二周助公司存在江苏张家港投产。机器人；
六月，世界机器人日本，四大家族之一。安川电机，输入常州开办新工厂。
“薄利多销”是小商品市场唯一的安慰。对中国来说，工业机器人总的来说，似乎连这种“安慰”也即将成为泡沫。
此外，机器人作为“专精创新”的行业，微薄的利润不仅是阻碍研发的陷阱，更是让企业原地踏步；也是很容易导致“翻车”的陷阱。
而是全中国。工业机器人行业没有议价能力。不是我们没有破釜沉舟的勇气——在中国没有替代品真的无法绕过壁垒。
对于有军工和科研任务的高端企业机器人企业，为了提高机器人高价购买博纳和哈默纳科的RV和谐波减速器，保证质量的可靠性，是有实际效益的。但如果有国产优质替代品，无疑为后续的产品研发和市场布局打开了独立的新局面。
同样，自主品牌的低端技术水平。机器人厂家，面对“大成本”的减速机，如果能选择价格实惠的国产替代品，那么其同级别产品将比国外品牌更有优势，利润更有保障，也更有余力进行自身的转型升级。
就在中国。工业机器人当企业面临谐波减速器的高价垄断时，许多企业应运而生，开发减速器的核心技术。
但垄断谐波减速器半个世纪的哈默纳科，早在1965年就造出了一代机；1970年，更成熟的产品已经开始批量生产。
经过几十年的技术差距，精密制造系统很难重现。即使谐波减速器的结构不复杂，也很难通过拆卸后的测量做出1:1的仿制品。即使能复制成功，面对减速器紧凑的结构和需要毫米级精加工的制造技术，也无法马上量产。
自行其是机器人品牌的脖子会卡多久？
3.OEM的自我救赎
转折点出现在2003年，机器人四大家族之一的瑞士ABB已经在中国了。机器人企业吃过日本企业的亏——哈默纳科谐波减速器价格年年攀升，却伴随着交付周期的延迟。
这种怨恨甚至蔓延到了中国。ABB在中国的一名员工说出了这件事，恰好被一家代工企业的高管听到。
这家名为恒佳金属的制造商是绿色谐波的前身，后来被授予“专业化和创新型”企业。当时作为ABB的国内供应商之一，特别提到了。供精秘密仪器代工。
什么是谐波减速器？一家日本公司如何垄断小配件？甚至让ABB这个国际机器人巨人就这么让人头疼？
这个故事有很多版本:一是说机缘巧合的谈话让恒嘉金属的高层对谐波减速器产生了兴趣，他们也是恒嘉的领导，后来绿色谐波的创始人左玉玉去日本考察项目；据说左玉宇为了寻求恒嘉未来的转型，在日本考察后发现了谐波减速器的蓝海市场。
总之，左玉玉从日本回来后，从恒嘉金属当时的技术团队抽调了三个人，研究谐波减速器的理论方向。
一切似乎都开始了，但还没有完全开始。指望一个“三人小组”就能打破日本企业几十年的垄断，实在是太异想天开了。
三年后发生的一件事，成为推动恒嘉金属快速转型绿色谐波的主要原因。
2006年，恒佳金属为欧洲的客户制作了金属轴样品。该轴是客户离心机产品核心润滑系统中的四个零件之一，其他三个零件已交由恒佳金属代工。恒嘉此举是为了从客户手中争取到这最后一部分的代工权。
经检测，恒嘉生产的样品质量与欧洲相当，报价在1000元。而客户的欧洲供应商，报价高达1000欧。
自以为稳操胜券的恒佳金属，终于发现小丑就是自己——客户立刻拒绝了他们的提议，因为如果所有的零部件都交付中国代工，那就等于把高速离心机的核心技术全部暴露给了中国。
“稍加修改后，这项技术也可以用来制造浓缩铀。这怎么行！”
这时，恒嘉金属的高管们才真正感觉到“垄断”离自己不远了。要想在行业内立足，必须要有自己的核心技术。而且国内工商市场已经成为红海，不仅难以继续突围，回报也不丰厚。
就此而言，“夕阳产业”中的恒金属，变成了“专精新异”的绿色调和。三年致力于理论研发的谐波减速器项目，成为一家代工厂在转型过程中孤注一掷的最终选择。
在刚刚进入21世纪的中国，有很多代工厂商，接触到的资源也是。大同小差，几乎在绿谐的同时，注意到蓝海市场有十几家企业。
作为其中的一员，绿谐已经成功转型，是减速器领域“专精创新”民营企业的一个很好的研究标本。
接下来从日本企业的角度来看谐波减速器的自主研发如何绕过日本企业设置的技术壁垒。
4.屏障之下——“精确”的瑕疵
坚固的堡垒往往会从内部被攻破，哈默纳科作为拥有尖端科技的巨人也不能免俗。
在市场上，因为垄断，世界机器人行业苦了很久，然后催生了一批像绿谐一样的“叛逆”企业。
从技术上来说，当时的哈默纳科的谐波减速器还是基于日本科学家在60年代依靠渐开线齿轮建立的理论。
谐波减速器的基本原理是依靠齿轮的变形产生转动差来获得减速比。它由柔性轮、刚性轮和谐波发生器组成。
在工作状态下，随着谐波发生器的转动，柔性轮和刚性轮的轮齿会依次啮合。因为柔性轮比刚性轮大，谐波发生器相对于后者会稍微反方向旋转。
以100齿刚性轮和98齿柔性轮的组合为例。谐波发生器每旋转一周，就会产生2/100的旋转差，从而获得较大的减速比。
谐波减速器的齿轮原理
谐波减速器的特点是结构紧凑、减速比大、承载能力强、传动准确、效率高。其中谐波发生器本身转动惯量较大，如果制造精度和材料使用不到位，容易出现噪音大、振动强、抗扭刚度不足等问题。
哈默纳科早期产品采用渐开线齿轮理论，独创的IH齿形技术在20世纪90年代已经成熟。而IH的齿廓仍然属于渐开线齿轮的范畴，只是在精度、强度、刚度和使用寿命上有所创新。
日本以“精”为纲的企业文化，使得日本企业即使在尖端科技行业，也保持着“不率先创新，但在细节上做到极致”的特点。
日本企业的流程体系和人才培养机制极其严谨，带来的弊端是新一代专家想要创新或者推翻资历更高的“老师傅”创立的方法，仅仅依靠专业能力是不够的，还要忍受“工龄”。
体现在谐波减速器:渐开线理论，不是日本人原创，是英国科学家威利斯。但在获得这一技术专利后，哈默纳科等企业很快理解，短时间内以领先的技术开始量产，并迅速占领市场。
虽然哈默纳科较早完成了专利垄断和市场份额，但由于上述原因，几十年来一直以上一代专家的理论为标准，产品更新换代并不频繁。
善于从无到有自主突破的中国企业，发现了日企“精耕细作”的破绽。
5.跨越鸿沟——同步并创造动力
谐波减速器本质上是一种齿轮传动技术。如果决定从基础研发突破，主要还是围绕齿轮的啮合方式。
然而，2006年，绿谐波减速器R&D团队的领导者是低温物理专业毕业的，最初的R&D团队中甚至没有一个齿轮技术专家。
唯一的信息是哈默纳科的产品——一个结构精确紧凑的技术黑匣子，它将所有细节与制造过程融为一体。
唯一的优势是多年精密仪器OEM制造积累的实践经验和机床设备。
这是当时大多数开始自主研发谐波减速器的中国企业遇到的共同困境。
最初几年，绿谐是从研究谐波减速器的齿轮啮合原理入手，用电脑做模型来测试，拆解Hamernaco的产品来了解细节。
Harmonaco谐波减速器拆卸图
2008年，Hamernaco的专利期到期，它成为了一项公开的技术，有很多资料可供参考。绿谐很快理解了IH齿形背后的渐开线齿轮原理，结合之前对谐波减速器长达六年的深入研究，最终跳出渐开线齿轮理论，建立了完全自主知识产权的齿形设计模型——P型齿。
绿色谐波的输入不小。六年研发花费4000多万，相当于上一代。工业十年的所有利润。
同期很多企业因为投入巨大，不得不放弃谐波减速器的研发。也有一些厂商选择用“卷尺”代替R&D，最终因为落后的制造技术和专利限制而失败。此外，还有企业通过合资引进技术，走上另一条道路...
他们对我国谐波减速器技术发展的贡献不容忽视。
2009年底，绿谐生产出第一台P型齿谐波减速器样机。从这里开始，是国产的，可以用。工业机器人谐波减速器在理论上真正打破了垄断的阴云。
接受国内外权威机构的检查。机构经过反复测试和修改的原型。2010年，绿色谐波减速器的性能指标已经达到日本企业同类产品的标准，部分参数甚至超越。
在研发初期，绿谐就已经对哈默纳科的产品进行了细致的拆解和研究。因此，独特的P齿谐波减速器终于跳出了日本的框架，不仅是独立的，而且是创新的。
在最初的样机设计中，通过降低齿高、增加齿宽和齿根弧度，减少了柔轮的变形，从而大大提高了柔轮的使用寿命和承载扭矩；
在性能参数上，P型齿轮谐波减速器的极限载荷也优于国外同类产品，极限载荷下的使用寿命是国外产品的4倍。
只有当时国内其他产品一半的体积带来了超稳定的低频输出，非常适合低误差精密传动的精密点位控制和稳定性要求。工业机器人使用。
2012年，格林的谐波减速器先后通过了库卡和ABB的“20000小时寿命精度测试”，而当时行业设定的及格线只有6000小时。
随后，绿谐开始尝试将产品推向市场，一发布就卖出了数百台；2015年收支平衡。核心技术的突破最终得到市场的回报。
绿色谐波的兴起让哈默纳科在中国谐波减速器市场节节败退。谐波减速器价格迅速下降了30%~40%。
6.专业化与创新——制定中国标准
2008年哈默纳科专利到期后，降低了谐波减速器领域的进入门槛。从无人问津，到资本涌入，市场竞争逐渐激烈。
如何规范行业，迅速成为当时谐波减速器领域的头号难题。
2014年技术基本成熟的绿色谐波占主导，哈工大、上海交大，大连科研机构如科技，中国如宋新和埃弗顿。机器人制造商合作，并组成R&D团队准备中国。机器人这个领域的第一个标准——”机器人带谐波齿轮减速器。
2018年，同样由减速机企业、机器人由企业和研究机构起草机器人精密齿轮传动装置的试验方法开始实施。
中国谐波减速器行业终于有了自己的设计、制造、测试和实验评价的技术体系。基于绿色谐波、秦川机床等谐波和RV减速机头部厂家产品的性能参数，为后期国产减速机提供技术参考，在研发过程中可以依靠这些技术参数，以国际领先标准提升减速机性能。
从“标准”开始，国产减速器彻底突破了谐波领域的盲区，并实现了出口。公司垄断的减速器市场和市场定价权有机会让中国企业重新获得。
以上均来自中国。机器人减速机等核心零部件产业持续健康发展的关键。
7.转机之后的危机来自于产业链中的隐患。
随着技术的突破和规范的出台，我国谐波减速器行业似乎走出了垄断的阴霾，但来自产业链的隐患已经显现，并开始影响到已经初具规模的厂商。
1 .高端机床、自动化设备
虽然号称是仅次于哈默纳科的谐波减速器制造商，但格林谐波的产能只有对方的1/10000，2020年产量11万台。
根据绿色调和招股说明书，UR机器人2019年订单销售额达2890.71万元，是绿谐的第一大客户。
目前，UR每年对谐波减速器的需求量超过10万台，在绿色谐波生产分布中占有非常高的比例，在生产分布中具有绝对的优先权。这会让其他客户担心绿色谐波的供应量和时效性。
扩大产能并不容易。虽然绿色谐波减速器的核心部件可以自行研发生产，但是使用的加工设备和自动机床都是从国外进口的，对日本企业的依赖度还是很高的。
机床设备的投资成本往往上百万，而且会因为参数调试而降低产品一致性——这是国内很多减速机厂家不愿意轻易扩大生产的原因。且不说高档数控机床本身就是被国外垄断，限制出口中国的设备。
2工业覆盖面
中国谐波减速器企业在打破技术垄断的乐观之后，发现自己刚刚走出百层巨塔。地下房间里，哈默纳科一直在向最高的屋顶冲刺。
谐波减速器涵盖的领域很广。除...之外工业机器人此外，还广泛应用于航空航天、半导体、医疗器械、光伏发电等“专精创新”行业。
随着中国企业对减速器研发的不断深入，哈默纳科“瞻前顾后”的身影让他们感到越来越有压力。
R&D每年投入10%以上的绿色谐波，尽管R&D也在逐年增加。费用，只能在与其他国内的比较中维持自身。公司中的领先优势。
哈默纳科之所以在工业机器人市场被中国品牌滞后，深层次原因是其产品不仅供货。机器人行业，所以发货响应会很慢。
在Hamernaco 2019年全球下游市场收入分布中，工业机器人虽然占比依然最高，但在价值上也只有44.9%，半导体制造设备(21.7%)等高端应用领域加起来占比接近40%。
在中国市场，相比竞争对手，哈默纳科在半导体设备等高端市场积累了客户，优势明显。
另一方面，绿色谐波产品的下游应用，工业机器人占比达到3/4，半导体设备等高端应用占比徘徊在小个位数。
甚至绿色调和是最自负和排斥哈默纳科的。工业机器人在该领域，细分市场的应用比例仍然暴露出严重的问题。
SCARA机器人(选择性合规装配机械臂，水平多关节机器人)，主要用于装配印刷电路板和电子零件。2019年，中国电子制造业市场规模达到11万亿元。SCARA机器人需求也在上升。
但是绿色谐波被传递到SCARA机器人产品，但仅占总销售额的4.72%。
德尔塔(协作机器人)和服务机器人加起来不到总销售额的3%。
在不断取得突破的中国航天领域，绿谐的销售业绩仅为0.83%。
结束了
一条健康的产业链正在形成。
"上海节卡“研究和开发节卡小介协作机器人2020年开始为一家特殊客户提供服务，生产由柔性轮、刚性轮、谐波发生器等部件组成的谐波减速器。这个客户就是绿色调和。
“使用绿色谐波减速器。机器人，正在帮助绿色谐波生产。机器人使用谐波减速器。"
像玩偶一样开玩笑，其实是代表中国的。工业机器人摆脱成本危机后，发展到了更高端的技术。同时，这些技术正在反哺被产能困扰的国内谐波减速器生产厂家，减少对国外自动化技术的依赖。
庞大市场风口的复杂掌控，绝不是一个企业的突破或者一个产业联盟的影响所能主导的。国家的宏观推动，不能用“补贴”或“政策倾斜”来解释清楚:
第一步:公开竞争，保存实力。一方面，中国引进国外品牌坐大舞台。工业机器人市场，缓解市场需求，促进本土企业市场的重新洗牌，催生更具竞争力的专精特新企业；另一方面，利用军令状维持国企生存，维持高端技术研发。
第二步:保护核心部件的国内替代。中国故土工业机器人在利润被不断压缩的当下，竞争力和市场份额都较弱的日本新宝在中国设厂，但哈默纳科的中国工厂始终没有获批。所以像绿谐这样的公司，技术突破后能迅速占领市场。
第三步:设定标准，面对竞争。在部分企业取得技术突破，行业有国内替代后，由国家主导的企业和科研院所制定跟踪标准，提高门槛，淘汰落后技术产能。同时精准扶持“专业化创新”政策，快速催生头部企业。然后和国外品牌竞争。
在《大国重器》中，工业机器人与高铁、大飞机、火箭并肩。在中国制造业从落后、追赶到领先的过程中，谐波减速器这样的“小”突破正在产生巨大的力量。