谐波减速器的材料,加工,价位等等信息


我来系统的回答下这个问题,首先记住一句话「做减速器就是做精度」。我们投资踩过坑,这玩意确实不好做。

一、国内头部公司已经产生

减速器是机器人的核心零部件,类似于人的关节,占机器人成本的大头。全球减速器主要由日本纳斯博斯克和哈默纳科供应,其中哈默纳科和新宝主要供应谐波减速器。在自主品牌机器人中,国内有几家做的还不错的谐波减速器厂商,比如:

1、苏州绿的谐波传动科技股份有限公司

2、浙江来福谐波传动股份有限公司

3、深圳大族精密传动科技有限公司

4、北京中技克美谐波传动股份有限公司

这是目前看来做的还不错的,也就只有这几家可以量产。

随著近几年工业机器人的爆发,其上游领域也获得了国产替代的驱动力,今年11月,来福谐波宣布已经完成近亿元的C轮融资,但其产品主要分布在中低端领域,卖的比较便宜。苏州绿的和大族精密算做的精度还不错的,主要做中高端和一些定制产品。

二、技术差距仍然明显

现在国产和日本的谐波减速器差距主要是两点:

1、大批量制造生产的稳定性;

2、适用于不同场合的应用广泛性。

谐波减速器在国外是一个早已成熟的技术,技术基础是谐波传动,它是由波发生器、柔性轮、刚性轮三个结构组成的传动,波发生器会使柔性轮产生弹性形变,与刚性轮共同传递运动,实现大传动比,与通用减速器相比,用于机器人关节的谐波减速器要求具有传动链短、体积小、功率大、质量轻和易于控制等特点,因此对精度的要求更高。

目前高端谐波加速器主要来自日本哈默纳科和新宝,其实从启动转矩、传动误差、运行转矩、扭转刚度等各项技术指标上看,绿的、大族等企业与哈默纳科几乎水平相当,价格也更低,以大族谐波为例,其谐波加速器价格只有日本同类产品的50-70%。

在高端减速器领域,设计、材料、热处理、加工工艺、齿轮、轴承、密封、装配、零件及成品检测等每一个环节都需要高端技术的支持,缺一不可。

材料方面,国内外谐波减速器的柔性材料大部分为40Cr合金钢,最常见的是40CrMoNiA和40CrA,但国内柔性材料的钢纯度与国外还有差距,国内企业在原材料上多采用进口高纯净度合金钢;钢轮方面哈默纳科采用的是球墨铸铁,这种材料已经经历了时间检验,国内一些企业也在使用这种材料。

在原材料的基础上,作为高精密工业零件,谐波减速器的性能与生产设备关系重大,若想生产出高精度低误差的减速器,加工设备很多也是日本进口的,基本都是百万级的设备,还要花大量时间去调参数,由于成本较大,谐波减速器厂商不会轻易扩产,承受设备闲置产品积压带来的风险。

生产工艺方面,谐波减速器在上世纪60年代引进中国,但国内企业的量产研发实际上是近几年才开始的。在生产速度上,日本哈默纳科一分钟可以加工2-3个工件,而多数国产谐波减速器公司却还在使用比较传统的滚齿/插齿、慢走丝加工设备,难以实现快速生产,基本是一个车间搞完再送去下一个车间。慢走丝是通过脉冲火花放电产生的高温,切割金属成件的加工技术,由于其电极连续供丝的方式,多次切割,成型之后再次切割提高精度,减速器零件加工的精度会更高,但也正是由于多次切割,其生产效率较低,而且只能用于导电性较好的钢材上,产能加大时要大幅度投入设备,而且供货周期长,因此慢走丝技术多用于产品打样。而滚齿/插齿工艺则比较均衡,滚齿的原理是用滚刀来加工齿轮,插齿则是用插齿刀来加工齿轮,前者生产效率高,后者精度高,它们都可以应对各种材料,包括钢材和球墨铸铁材料,不需考虑材料的导电性,效率比慢走丝提高十倍左右,通过增加辅助装置可以达到和慢走丝相同的生产精度。

三、短期受大环境影响,任重而道远

另外,2019我国年自主品牌工业机器人累计销量首次下降,受市场周期和工厂搬迁影响,今年几个做国产谐波减速器的毛利率都下滑了。

跟几个工程师交流了下,这几年生意可能不太好做,这两年就先升级下技术,也和几个大学一起合作搞搞研发。他们自己觉得和日本还有10年以上的差距,搞减速器是个长期的过程,短期内靠砸钱很难砸出来。


我们公司就是做这个的,我是设计这个的。

谐波减速器国外最好的是日本HD,其次日本新宝,国内最好的是苏州绿的,其次是大族,来福等等。

价格方面国内与日本新宝的相当,1000到2000之间。HD高很多,国内几乎没有人用HD了,但国际机器人品牌--四大家族还是只用HD,绿的有卖到国外非四大家族品牌,能打开国际市场算很不错了。

市场份额方面,绿的和新宝至少占了国内70%的市场,其他多家争抢剩下的那一点点,结果导致恶性竞争,价格战疯狂,有的小牌子已经卖到1000以内,600多都可以。

技术方面,绿的做的最早,也最有核心技术,谐波减速机的核心零件,柔性轴承,交叉轴承都是自己研发生产,而且质量很不错。其他家都靠外购,外购轴承国产的质量差,进口的价格高,这是其他家的痛点。其他的材料处理,结构设计,加工,装配,国内其他家水平参差不齐,最好的还是绿的。有人提到齿形设计很难,这个确实是很难的一个环节,涉及的知识最高端,技术门槛最高,但在整个减速机工作体系里,这个环节占比并不高,要做好的环节有太多了,而且也都不算简单。其他环节没有做好,齿形设计的基础就不存在,设计的再好也无济于事。就像开赛车,最难的是驾驶,但没有好的赛车和技术团队,赛车手根本无用武之地。减速机难就难在系统性,谈论单一环节的难度意义都不大。这是一个巨大的系统,环节多,每个环节要求都高,任何环节差了一点东西就不行,满足不了国际市场的胃口。只能在国内低端市场徘徊,能用就是总差点意思。做精密减速机,做核心部件,一定要有系统性思维。

基础设备方面,国内其他家与绿的都很接近,都是进口品牌的机床。机床是基本条件,但是单单有机床,有钱,离成功还差很远。钱只是前提条件,满足了前提后面还有大量的管理工作,技术工作,时间沉淀,钱与这些比起来显得太简单,太微弱。

产品质量方面,与HD比,包括绿的在内的国产品牌最大的不足是一致性,也叫产品稳定性,振动不一致,噪音不一致,刚性不一致,这种国际品牌是无法接受的。除此之外,柔轮断裂卡死,齿轮过快磨损,明显漏油,这些恶劣情况国产的二线品牌身上都存在。绿的几乎没有这些硬伤,所以国人都能接受绿的。很多国产品牌连最基本的质量问题都没有解决,更别谈基本问题之外的改善性的质量问题了。

目前总体的情况是,除了绿的,国产的都很难赚钱,只有绿的打开了国际市场,国内市场大部分也被绿的新宝占了,剩下的生存艰难,互相厮杀,拚命降价,大部分被淘汰洗牌或自己退出是必然的。曾经只有研究机构能做的谐波,多么高端,现在经过资本追捧,到处都有人做,像个滥大街的产品,但它的精髓依然只有少数人能掌握。只要机器人核心部件的地位不变,谐波的质量要求就不会变,不管有多少人做,价格拼杀到多么低,这个市场首先还是看质量,能生存到最后的一定也是因为质量好。

有些公司看到谐波市场热门,就赶紧跟风,看到谐波做的人多,价格下来了,竞争大了,客户挑了钱不好挣,就想撤退,这种人云亦云,拾人牙慧,没有自己的判断和坚守的公司,无论做什么行业都难有大发展,挣到钱也是人家剩下的,不亏损就不错了。

做谐波需要坚持,从另一个方面来说可以说是不要坚持。因为坚持就意味著勉强,痛苦,这是一个很不愉快的行为。所以很多老板经常谈坚持,想坚持,结果还是坚持不下去,越来越痛苦。本质上是对谐波的定位和价值没有一个清晰正确的认知,一个不小心就被市场风向带偏,被短期亏损带偏,被同行几句抱怨带偏,自己心里没底,走在迷茫的道路上,自然就要谈坚持,要跟内心的痛苦对抗。

认知清晰了,知道难度在哪儿,未来在哪儿,价值在哪儿,根本不管外界的流言,不考虑这个被其他减速机取代,也不考虑其他家降价到五百六百,也不想著立马就能上规模,也不会因为一两次的失败而灰心丧气,一直在提升质量降低成本的路上往前走,看著自己一步一个脚印的成绩,逐步接近目标,乐在其中,没有要逼自己坚持的想法,反而是坚持做到最后的。

所以做长期的大事业,首先提升认知水平,这个看似最虚,实际上最重要。


机器人专用减速机主要分谐波和RV,其中谐波用于轻载关节,RV用于重载关节。目前公认的世界第一分别是日本HD谐波和日本帝人RV,小日本在相当长时间内垄断了机器人核心零部件之精密减速机。国内近几年来在谐波方面有了重大突破,其中苏州绿的谐波成为国内第一家真正意义打破国外垄断,目前国内主流机器人厂家如埃夫特、广数、华数、埃斯顿、配天、卡诺普、珞石、遨博、节卡、艾利特、大族等都以绿的谐波为主,绿的谐波在国内主流机器人所用谐波的占有率超过80%。国际机器人大多已经开始测试或测试接近尾声,有少数品牌已经实现大批量采购(万台级),目前主要问题受限于产能,部分外资企业也还在观望,有些特殊原因在此不便透露。绿的谐波目前已经具备真正意义上PK哈默那科的实力,在价格、交期、服务上都具备明显的优势,整体技术上已经非常接近HD,在某些细分领域具有原创专利,并保持每年至少几款新产品发布,2020年8月上市科创板之后将会更强有力冲击全球市场。其他国内谐波制造企业还有来福、大族、山卓、本润、鑫拓等超过五十家,总销量加起来不足绿的一半,在主流工业机器人本体应用均不成熟,主要应用于定位高性价比的机器人企业(诸如伯朗特、尔必地等)和机床、自动化等相对要求较低行业。

国内RV目前在小机型(20E—160E)上的份额也在逐年提升,但没有真正意义打破垄断,以双环、振康为代表(年出货破外台),秦川、中大、智同、斯威特等小几十家都有销售,但性能跟帝人还有明显差距,且系列不全,以小机型为主。RV还有一段路要走。


有,目前国内有十几家吧,北京中技克美谐波传动有限责任公司、北京谐波传动技术研究所、北京天阶科技工业公司、苏州绿的谐波传动科技有限公司等,在北京比较集中。日本做谐波减速实力最强,工业机器人关节减速器日本企业的份额大概是最高的。
楼上说的没错,补充一点,上次参加展会,听说日本谐波减速器的专利已经失效了,再加上这么多年过去了,对日本企业来说基本不存在技术瓶颈,相信价格什么的很快会降下来……说了这么多,能少用就别用国产的吧


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