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RV 傳動(dòng)把少齒差擺線針輪減速傳動(dòng)和類行星傳動(dòng)合二為一，形成了一種具有兩級(jí)減速的新型傳動(dòng)?；谝陨显恚ㄟ^多根偏心軸把兩種減速機(jī)構(gòu)連接，構(gòu)成了 RV 減速器。世界上極少有類似 RV 減速器的結(jié)構(gòu)，把兩種完全不同的減速機(jī)構(gòu)緊密巧妙地合二為一。兩種減速機(jī)構(gòu)中，任何一種精度不足或者降低都會(huì)影響另一種減速機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)行，所以 RV 減速器的原理結(jié)構(gòu)就決定了其天生就要求極高的零部件精度，從而保證兩種減速機(jī)構(gòu)都能長久可靠運(yùn)行。

RV減速機(jī)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

rv減速機(jī)

RV 減速器是由德國發(fā)明，但是未見批量生產(chǎn)及應(yīng)用。目前國外 RV 減速器生產(chǎn)企業(yè)主要有日本納博特斯克、日本住友和斯洛伐克 SPINEA。其中，日本納博特斯克通過十年研發(fā)，近三十年市場(chǎng)應(yīng)用，其產(chǎn)品性能非常穩(wěn)定可靠，市場(chǎng)占有率超過 80%，世界機(jī)器人四大家族基本全部采用該公司產(chǎn)品。日本住友早期研制的 RV 減速器都采用單偏心軸機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)矩和抗沖擊能力不及日本納博特斯克產(chǎn)品， 所以遲遲未能擴(kuò)大應(yīng)用范圍。近幾年，日本住友也開始推出與日本納博特斯克結(jié)構(gòu)幾乎一致的產(chǎn)品，采用至少兩根以上偏心軸連接兩級(jí)減速機(jī)構(gòu)，大大提高了產(chǎn)品轉(zhuǎn)矩和抗沖擊能力。斯洛伐克 SPINEA 的減速器產(chǎn)品由于不具備類行星減速傳動(dòng)，所以是否歸屬于 RV 減速器產(chǎn)品系列是存在爭(zhēng)議的。該產(chǎn)品是結(jié)合了高精度擺線齒輪和徑向-軸向軸承在一個(gè)單元內(nèi)的新型傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。由于該減速器沒有類行星結(jié)構(gòu)，所以噪音極低。同時(shí)又采用高精度雙十字滑塊結(jié)構(gòu)，使得減速器的輸出精度極高。所以斯洛伐克 SPINEA 減速器產(chǎn)品更多地用于醫(yī)療及攝像等高端領(lǐng)域。該減速器也有不足的地方：一是和早期的日本住友減速器一樣采用單偏心軸結(jié)構(gòu)， 并且擺線傳動(dòng)的滾針較細(xì)，導(dǎo)致減速器的轉(zhuǎn)矩和抗沖擊能力不及日本納博特斯克產(chǎn)品；二是該減速器結(jié)構(gòu)需要極高的加工精度，導(dǎo)致量產(chǎn)困難，產(chǎn)品成本偏高， 售價(jià)昂貴。

隨著國產(chǎn)機(jī)器人市場(chǎng)的興起，國內(nèi)諸多企業(yè)開始立志于攻克 RV 減速器技術(shù)。

目前國內(nèi) RV 減速器生產(chǎn)企業(yè)主要有南通振康、陜西秦川、浙江雙環(huán)和寧波中大。這四家公司的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與日本納博特斯克的基本一致，同時(shí)都進(jìn)行了一些創(chuàng)新改造。由于起步較晚，國內(nèi) RV 減速器生產(chǎn)廠家的品牌認(rèn)可度都遠(yuǎn)不及日本產(chǎn)品， 生產(chǎn)規(guī)模也不及日本納博特斯克的十分之一。但由于采用了最新的高精度生產(chǎn)設(shè)備，國內(nèi)某些 RV 減速器生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品性能已經(jīng)能達(dá)到日本水平，能夠滿足于工業(yè)機(jī)器人等高端領(lǐng)域的需求。

產(chǎn)品特點(diǎn)

RV 減速器產(chǎn)品是當(dāng)今世界上同等體積下，剛度和精度協(xié)同達(dá)到最高的產(chǎn)品。除了高剛度和高精度外，RV 減速器還具備極強(qiáng)的抗沖擊能力、較小的噪音和較高的疲勞壽命。其優(yōu)異的綜合性能是其它任何減速器無法取代的，所以在中大型負(fù)載機(jī)器人上幾乎全部采用 RV 減速器產(chǎn)品。

未來發(fā)展趨勢(shì)

未來 RV 減速器的發(fā)展主要有兩個(gè)方向：性能訂制化和生產(chǎn)精益化。

除工業(yè)機(jī)器人外，RV 減速器未來還會(huì)大量應(yīng)用于其它自動(dòng)化領(lǐng)域。這就對(duì)RV 減速器提出了諸多的性能要求，例如半封閉結(jié)構(gòu)、全封閉結(jié)構(gòu)、質(zhì)量輕量化和噪音低量化。日本納博特斯克已經(jīng)在 RV 結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上逐步推出了封閉式結(jié)構(gòu)的RD 系類減速器產(chǎn)品和質(zhì)量輕量化的 N 系列減速器產(chǎn)品。國內(nèi)南通振康近年推出了噪音低量化的新型 RV 減速器產(chǎn)品。

隨著全球智能制造的高速發(fā)展，對(duì) RV 減速器產(chǎn)品的需求越來越大。國內(nèi)外現(xiàn)有 RV 減速器的年產(chǎn)量已經(jīng)不能滿足全球市場(chǎng)需求。嚴(yán)控生產(chǎn)成本并且快速高效生產(chǎn)出合格的 RV 減速器產(chǎn)品成為未來主要發(fā)展方向，即大批量生產(chǎn)出更具性價(jià)比優(yōu)勢(shì)的 RV 減速器產(chǎn)品。目前，日本納博特斯克的年產(chǎn)能已經(jīng)超過 50 萬臺(tái)， 正在向年產(chǎn) 100 萬臺(tái)進(jìn)軍。國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn) RV 減速器量產(chǎn)的南通振康，2018 年的產(chǎn)能不足 5 萬臺(tái)。國內(nèi)所有 RV 減速器制造商產(chǎn)能累計(jì)也不超過 10 萬臺(tái)，急需加快實(shí)現(xiàn)精益化生產(chǎn)。

概念及范疇

減速器是連接動(dòng)力源和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的中間機(jī)構(gòu)，具有匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。它把電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或其他高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力通過減速器的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達(dá)到降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩的目的。減速器種類及型號(hào)繁多，按照控制精度劃分，減速器可分為一般傳動(dòng)減速器和精密減速器。一般傳動(dòng)減速器控制精度低，可滿足機(jī)械設(shè)備基本的動(dòng)力傳動(dòng)需求。精密減速器回程間隙小、精度較高、使用壽命長，更加可靠穩(wěn)定，應(yīng)用于機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等高端領(lǐng)域。精密減速器種類較多，包括 RV 減速器、諧波齒輪減速器、擺線針輪行星減速器、精密行星減速器、濾波齒輪減速器等，目前工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域適用較多的精密減速器是 RV 減速器和諧波減速器。

根據(jù) GB/T 30819-2014《機(jī)器人用諧波齒輪減速器》定義，諧波齒輪減速器是一種靠波發(fā)生器使柔輪產(chǎn)生可控的彈性變形波，通過與剛輪的相互作用，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞的傳動(dòng)裝置。其輸入和輸出轉(zhuǎn)向相反，即：波發(fā)生器輸入，剛輪固定，柔輪輸出；或柔輪固定，鋼輪輸出。諧波減速器的精度等級(jí)根據(jù)其傳動(dòng)誤差和空程來衡量：傳動(dòng)誤差≤30 弧秒的減速器屬于高精密級(jí)減速器；30 弧秒＜傳動(dòng)誤差≤1 弧分的減速器屬于精密級(jí)減速器；1 弧分＜傳動(dòng)誤差≤3 弧分的減速器屬于普通級(jí)減速器。

諧波減速機(jī)

一、國外發(fā)展現(xiàn)狀

市場(chǎng)規(guī)模：近年來，全球工業(yè)機(jī)器人行業(yè)保持快速發(fā)展。據(jù) IFR 統(tǒng)計(jì)，2017 年，全球工業(yè)機(jī)器人銷量達(dá)到 38.1 萬臺(tái)，同比增長 29.5%；銷售額達(dá)到 154 億美元。受此帶動(dòng)，作為工業(yè)機(jī)器人的核心零部件，精密減速器市場(chǎng)迎來高速發(fā)展， 市場(chǎng)規(guī)模接近 50 億美元。

產(chǎn)品供給：精密減速器市場(chǎng)總體呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，納博特斯克、哈默納

科等主要廠商普遍存在產(chǎn)能受限、交貨周期拉長的情況，2017 年納博特斯克的供貨期為 4.5 個(gè)月左右，哈默納科供貨期在 6 個(gè)月以上。為滿足市場(chǎng)需求，納博特斯克、哈默納科等國際巨頭紛紛擴(kuò)大生產(chǎn)。

競(jìng)爭(zhēng)格局：全球精密減速器行業(yè)為寡頭壟斷格局，市場(chǎng)主要被兩大日系企業(yè)納博特斯克（RV 減速器供應(yīng)商）和哈默納科（諧波減速器供應(yīng)商）壟斷，其中納博特斯克占據(jù)約 60%的市場(chǎng)份額，哈默納科占據(jù)約 15%的市場(chǎng)份額。

市場(chǎng)特點(diǎn)：（1）目前全球能夠提供規(guī)模化且性能可靠的精密減速器生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量很少，日系企業(yè)掌握精密減速器行業(yè)的話語權(quán)。（2）受工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)快速增長影響，精密減速器企業(yè)紛紛擴(kuò)大產(chǎn)能，并逐漸將工廠設(shè)在機(jī)器人主要應(yīng)用市場(chǎng)國。

二、國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

市場(chǎng)規(guī)模：中國作為全球最大的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)，精密減速器市場(chǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大。根據(jù) IFR、電子工程世界網(wǎng)、方正證券研究所推算，2017 年，中國精密減速器市場(chǎng)規(guī)模為 37.3 億元，同比增長 33.4%。

產(chǎn)品供給：基于靠近市場(chǎng)、靠近客戶的有利優(yōu)勢(shì)，國內(nèi)精密減速器生產(chǎn)企業(yè)供貨周期較短，首次訂單交貨期在 3 個(gè)月左右，二次及后期訂單交貨期在 2 個(gè)月左右，客戶響應(yīng)速度較快。

競(jìng)爭(zhēng)格局：國內(nèi)諧波減速器企業(yè)崛起較快，如蘇州綠的、北京諧波傳動(dòng)所、中技克美等，尤其以綠的諧波進(jìn)展最為迅速，下游客戶近千家，包含新松機(jī)器人、埃夫特和新時(shí)達(dá)等國內(nèi)著名機(jī)器人生產(chǎn)商。2017 年蘇州綠的諧波減速器的生產(chǎn)能力達(dá)到 20 萬臺(tái)，在國內(nèi)機(jī)器人諧波減速器市場(chǎng)的滲透率超過 80%。

市場(chǎng)特點(diǎn)：（1）外資廠商占據(jù)絕對(duì)壟斷地位，市場(chǎng)份額超過 70%；（2）外資廠商對(duì)國內(nèi)企業(yè)采取差別化定價(jià)策略，國內(nèi)企業(yè)采購的精密減速器價(jià)格要高于國外企業(yè) 20%以上，且供貨期較長；（3）隨著技術(shù)逐漸成熟，以綠的諧波為首的國產(chǎn)諧波減速器企業(yè)快速崛起，正逐步實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。

9.3 產(chǎn)品特點(diǎn)

目前，工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域適用較多的 RV 減速器和諧波減速器各具特點(diǎn)，適用于不同場(chǎng)景，相輔相成。在多關(guān)節(jié)機(jī)器人中，一般將 RV 減速器放置在機(jī)座、大臂、肩部等重負(fù)載的位置；而將諧波減速器放置在小臂、腕部或手部。

圖表 20：各類減速器優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

各類減速機(jī)優(yōu)勢(shì)對(duì)比

一般來說，工業(yè)機(jī)器人的每個(gè)關(guān)節(jié)都需要配備一臺(tái)減速器。一臺(tái)六軸工業(yè)機(jī)器人需要搭配 6 臺(tái)減速器，負(fù)載 10KG 以下機(jī)器人以諧波減速器為主，10-20KG 的機(jī)器人小臂、手腕關(guān)節(jié)可以采用諧波減速器，其他位置主要需要使用 RV 減速器（3-5 個(gè)），而 20KG 以上的則基本上使用 RV 減速器。SCARA 機(jī)器人包含 4 個(gè)諧波減速器，而 DELTA 機(jī)器人的電機(jī)安裝在固定基座上，需 1 個(gè)諧波減速器。

未來發(fā)展趨勢(shì)

一、多重因素推進(jìn)精密減速器國產(chǎn)替代加速進(jìn)行

目前，我國已將突破機(jī)器人關(guān)鍵核心技術(shù)作為科技發(fā)展的重要戰(zhàn)略，國內(nèi)一些廠商攻克了精密減速器的部分難題，如南通振康成功開發(fā)了 300Kg 以下機(jī)器人使用的 RV 減速器，并擁有近 300 家機(jī)器人制造商客戶；綠的諧波生產(chǎn)的諧波減速器在性能上已經(jīng)可以與國外產(chǎn)品相媲美，并形成了年產(chǎn) 20 萬臺(tái)的生產(chǎn)能力。未來，隨著國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的精密減速器產(chǎn)品在性能上與國外企業(yè)逐漸接近，但在價(jià)格、交貨周期、現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)能力、售后響應(yīng)速度方面的優(yōu)勢(shì)不斷突出，國產(chǎn)替代將加速推進(jìn)。

二、機(jī)器人產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整推動(dòng)諧波占比快速提升

隨著工業(yè)機(jī)器人在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用日益飽和，3C 等領(lǐng)域?qū)⒊蔀楣I(yè)機(jī)器人的重要應(yīng)用方向，推動(dòng)其向小型化方向發(fā)展。此外，隨著研發(fā)水平提升、工藝設(shè)計(jì)創(chuàng)新以及新材料的投入使用，工業(yè)機(jī)器人向小型化、輕型化、柔性化發(fā)展變?yōu)榭赡?，近年來協(xié)作機(jī)器人的快速發(fā)展就是很好的佐證。而在小型機(jī)器人領(lǐng)域， 由于諧波減速器的傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)精度高、體積小、重量輕、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小、可向密封空間傳遞運(yùn)動(dòng)、成本低等優(yōu)勢(shì)，將推動(dòng)諧波減速器的使用數(shù)量快速提高，在精密減速器中的占比大幅提升。

三、精密減速器應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)拓展

隨著技術(shù)的日益成熟，精密減速器越來越體現(xiàn)出高精度、高鋼性、高負(fù)載、傳動(dòng)效率高、高速比、高壽命、低慣性、低振動(dòng)、低噪音、低溫升、外觀美、結(jié)構(gòu)輕小、安裝方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)墓I(yè)機(jī)器人領(lǐng)域快速拓展到數(shù)控機(jī)床、航空航天、醫(yī)療器械、衛(wèi)浴陶瓷、新能源等多個(gè)領(lǐng)域，展示出其廣闊的發(fā)展前景。如在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，加裝精密減速器后，可以減輕數(shù)控機(jī)床伺服馬達(dá)負(fù)荷、降低機(jī)械故障率、提高精密度，進(jìn)而增加機(jī)械壽命。

四、機(jī)電一體化成為零部件企業(yè)未來的發(fā)力方向

對(duì)于機(jī)器人系統(tǒng)集成企業(yè)來講，其需要采購除精密減速器、伺服系統(tǒng)、控制器等核心零部件外的上百個(gè)零部件，迫切需要市場(chǎng)上出現(xiàn)對(duì)某些零部件進(jìn)行模塊化集成的模組，降低采購種類，減少安裝環(huán)節(jié)、提高集成效率，即機(jī)電一體化成為行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)。在這種趨勢(shì)下，國內(nèi)外領(lǐng)跑企業(yè)紛紛開發(fā)一體化模塊， 如國際諧波減速器巨頭日本哈默納科提出了“整體運(yùn)動(dòng)控制”，將諧波減速器與電機(jī)、傳感器等組合，提供高附加值模塊化產(chǎn)品；科爾摩根發(fā)布 RGM 機(jī)器人關(guān)節(jié)模組，探索提供機(jī)器人關(guān)節(jié)解決方案。

五、服務(wù)能力和響應(yīng)速度成為企業(yè)的重要競(jìng)爭(zhēng)力

隨著機(jī)器人行業(yè)多年的快速發(fā)展，機(jī)器人產(chǎn)品的成熟與供需逐漸趨向平衡，

要求精密減速器企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)服務(wù)和響應(yīng)速度等方面的能力建設(shè)。一方面，機(jī)器人廠商在為下游客戶提供系統(tǒng)解決方案時(shí)，越來越需要上游核心零部件廠商的技術(shù)支持，需要精密減速器企業(yè)發(fā)揮技術(shù)、產(chǎn)品、服務(wù)等整體優(yōu)勢(shì)，加快響應(yīng)速度， 提升將行業(yè)空間轉(zhuǎn)化為訂單的能力；另一方面，隨著機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景越來越多， 不同場(chǎng)景的個(gè)性化需求隨之增加，如何通過及時(shí)的技術(shù)服務(wù)能力取得客戶信任， 并隨后通過快速的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、供貨滿足客戶需求，是精密減速器企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)。

estun折彎機(jī)器人

文章轉(zhuǎn)載自：《2018年中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)白皮書》