機器人減速機國產(chǎn)化究竟有多難？

再次寫關(guān)于減速機的文章，是因為減速機又缺貨了！2021年的第一場缺貨，比2018年來得更真實一些！

2021年中國機器人市場的“火爆”有目共睹，國外還在吵戴不戴口罩，中國已經(jīng)可以不戴口罩了，生產(chǎn)力的快速恢復(fù)使得積攢一年的需求爆發(fā)，國產(chǎn)機器人算是久旱逢甘霖，終于可以喘口氣了。

然而，也并不是所有公司都熬過了冬天，火爆之余，也有爆冷的消息。一方面是協(xié)作機器人、醫(yī)療機器人、機器視覺等高端領(lǐng)域頻頻有過億的融資新聞出來；另一方面，國產(chǎn)SCARA龍頭讓位，機器人研發(fā)與集成公司分別被ST，知名集成公司被一元賤賣，芯片廠被燒導(dǎo)致訂單被搶的消息也層不出窮……令人唏噓。

但不管怎樣，國產(chǎn)機器人是的的確確迎來了春天。然而，剛喘口氣，新的問題又來了：訂單的激增導(dǎo)致供不應(yīng)求，缺貨是必然的結(jié)果，減速機便是其中之一。

在HD、納博，再加上新寶、住友等幾個進口大牌供貨緊張的情況下，“國產(chǎn)替換”又成了熱議話題。很顯然，即使是國產(chǎn)機器人龍頭企業(yè)，都很難與進口機器人品牌搶減速機，更不用說眾多中小型公司。于是，如2018年一般，國產(chǎn)減速機又迎來了一次生機?！帮瀼奶旖?，欲搶從速?！?/p>

事實上，缺貨僅是國產(chǎn)替換的一個短期窗口，是機會主義，當供貨不緊張之后，大部分國產(chǎn)品牌又會被踢出局，只有極少數(shù)可以趁機出頭。入行這么多年，測過不少減速機，也看著不少品牌起起落落，趕上這個點，聊一聊國產(chǎn)減速機替換之路有多艱難。

產(chǎn)品定義：替換還是顛覆？

要替換進口減速機首先要定義用什么產(chǎn)品來替換，對于國產(chǎn)減速機廠家來說大致可以分成兩派：替換派與顛覆派。

先講替換派，思路比較直接，日本人能做，我們也能做，價格還要打下來。因此，從模仿、研究、改良入手，HD有什么我做什么，納博有什么我做什么，前期是1:1復(fù)刻，發(fā)展到一定水平后，會有所謂齒型改良甚至原創(chuàng)齒型，小的非標定制，針對不同領(lǐng)域的定向設(shè)計等等。

總體來說，原則是無縫切換，客戶不用改任何設(shè)計就可以切換進去。這是絕大多數(shù)國產(chǎn)減速機廠家的做法，簡單，卻不容易。

而顛覆派顧名思義就是打破現(xiàn)有HD與納博的設(shè)計而做的創(chuàng)新產(chǎn)品。相對來說，諧波的創(chuàng)新產(chǎn)品幾乎沒有，畢竟諧波的結(jié)構(gòu)實在太簡單了，只有鋼輪、柔輪、波發(fā)生器三大部件，實在沒有什么可變的。目前看到的變化大概有以下幾種：

1、齒型的變化。不少廠家都宣稱有專利的齒型，創(chuàng)新的齒型，并冠以各種高深的命名，但實際有齒型設(shè)計能力的廠家極少極少，畢竟如果隨隨便便一款新齒型就想打敗HD，那HD面子往哪擱？大部分只是在HD的齒型上小動手腳罷了。

這里并不是貶義，相反，老老實實模仿并且仿得透，也是值得稱贊。也許有一天，市場上出現(xiàn)了一款“大頭齒型”，各位可以試試。（笑）

2、在原來杯型與禮帽型的基礎(chǔ)上開始擴展直筒型雙鋼輪結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)其實HD也有，只是原先使用沒有那么普遍。

雙鋼輪結(jié)構(gòu)的優(yōu)點與缺點都非常明顯，優(yōu)點是扭矩要比同規(guī)格的大得多，20的規(guī)格可以達到25的扭矩；缺點則是噪音跟振動也比一般諧波減速機結(jié)構(gòu)的大（也可能與產(chǎn)品開發(fā)階段有關(guān)），想要用到機器人上，仍需努力了。

3、Y型結(jié)構(gòu)，也叫三波結(jié)構(gòu)。這是目前在推廣與嘗試的新產(chǎn)品。傳統(tǒng)諧波的波發(fā)生器是一個橢圓型，電機轉(zhuǎn)一圈，柔輪變形2次，真正受力的只有對角的2個齒，所以不耐沖擊，而三波結(jié)構(gòu)顧名思義就是電機轉(zhuǎn)一圈，柔輪變形3次，波發(fā)生器是一個類三角形，真正受力的變成3個齒。

根據(jù)我有限的數(shù)學(xué)知識計算，扭矩提高1.5倍。這是廠家宣傳的重點，小體積，大中空，高扭矩，而且因為頻率變了，可以改善共振。但是，也正因為一圈變形了3次，對柔輪來說，工況是更惡劣了，對壽命來說是個考驗。這大概也是為什么廠家會主推小六軸以及協(xié)作吧，要是上SCARA跟DELTA……

RV是目前創(chuàng)新的高發(fā)區(qū)，近幾年陸續(xù)有廠家推出相對來說結(jié)構(gòu)上變化比較大的新型的RV產(chǎn)品，當下還比較活躍的有瀚晟跟海尚，為什么說還比較活躍，因為新結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品比相似結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品生存與發(fā)展要更難（后面會講到），前幾年有一家將納博RV結(jié)構(gòu)稱為第一代，將SPINEA結(jié)構(gòu)稱為第二代，將自家結(jié)構(gòu)稱為第三代的國產(chǎn)品牌，今天我連他官網(wǎng)都進不去了。

瀚晟由于保密的緣故，在官網(wǎng)上并沒有將結(jié)構(gòu)展示出來，我也就不好多說了。海尚的結(jié)構(gòu)相對來說更新穎一些，如下圖，把滾針變成了滾珠。目前這兩家都是處于推廣試用的階段，性能方面還待市場驗證。

盡管到目前為止，國產(chǎn)減速機排得上名的都是替換派，顛覆派仍在艱苦奮斗，但行業(yè)需要破局者，為“正在”與“已故”的顛覆者致敬！

產(chǎn)品研發(fā)：痛并快樂著

研發(fā)階段大概是減速機廠家最“舒服”的階段。因為這個時候還沒有商務(wù)壓力，大家想的是如何把產(chǎn)品做出來，錢的問題也相對好解決。

首先做諧波的投入相對較少，這也是為什么不少諧波廠家的前身是做機加工的，而做RV則是重資產(chǎn)，入局的大多底子較厚。而且很多減速機廠家要么自身有其他產(chǎn)業(yè)支撐，要么前期講好故事，融資并不太難。

技術(shù)路線定好了，錢到位了，人到位了，剩下就等產(chǎn)品出來了。并且，如同現(xiàn)在的機器人一樣，大家的起點都越來越高，所以出產(chǎn)品的速度越來越快，而且新產(chǎn)品出來的質(zhì)量也越來越好，很可能產(chǎn)品在扭矩、精度等方面都與頂級廠家持平甚至超越。

這并不是夸張，因為現(xiàn)在的起點高了，基礎(chǔ)知識的積累多很多，并且研發(fā)階段一般都會采取保守設(shè)計，更高的加工精度，更好的設(shè)備，更貴的配件，更小心的裝配，所以扭矩、精度超出預(yù)想并不意外，關(guān)鍵在于后面的去掉冗余設(shè)計，或者長壽命的驗證。

人生很長，困難都在后頭。

關(guān)于后續(xù)在產(chǎn)品試用、小批量產(chǎn)、年產(chǎn)5萬套以上等各個階段，國產(chǎn)減速機企業(yè)又將遇到哪些困難？口碑又該如何維持？我們將在下一期文章中進一步分析和討論，敬請關(guān)注！

編輯：jq