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机器人减速机持续发展

最早的减速器起源于20世纪40 - 50年代，随后是国产减速器的发展。中国在1960年代的大多数减速器是在1940 - 50年代参照国外技术制造的。在这个社会阶段，经过40多年的市场经济发展，中国的减速器进行产品技术已经从原来的单一摆线针轮减速器设计发展问题到现在的齿轮通过减速器、蜗轮减速器等。减速机一般用于低速、高转矩的传动设备。电动机、内燃机或其他高速动力可以通过将减速器输入轴上的小齿齿轮与输出轴上的大齿轮啮合来降低速度。普通减速器也有几对具有相同原理的齿轮，以达到理想的减速效果。大齿轮和小齿轮的齿数之比就是传动比。

减速机广泛应用于国民经济的各个领域，如电机、冶金机械、环保发展机械、化工企业机械、食品进行机械、矿山机械、工程施工机械、水利机械等，深受中国市场青睐。工业机器人主要由控制器、伺服和减速器组成。这三个部分共同作用，实现机器人以可控、稳定、精确的方式完成标准动作，每个部分缺一不可。减速器是机器人机体中成本最高的环节。减速机位于机器人产业链的上游环节。产业链中游是机器人本体制造，下游是集成应用。

然而，在当前机器人减速器市场中，中国机器人减速器的发展相对较晚。而日本企业仍占据绝对优势。谐波传动技术于20世纪60年代初引入中国。最初研究主要技术应用于航空航天领域和中国军事，后来我们逐渐得到广泛应用于我国医疗器械、工业机器人、核电、服务机器人、数控机床等行业。数据进行显示，目前发展中国国产减速机出货量的市场经济份额不足30%，其余企业市场份额均被国外对于品牌占据。而且，产品市场价格高、交货周期长已经可以成为制约中国传统工业机器人技术产业经济发展的重要瓶颈之一，国内换机的需求也日益强烈。由于我国工业发展机器人对减速机的要求具有较高，因此我们选用精密减速机应综合分析考虑扭转刚度、起动转矩、传动精度、传动误差、传动技术效率等方面。目前，只有精密谐波减速机、精密行星减速机、精密RV减速机能满足工业机器人减速机的要求。

图表：机器人减速机分类

资料来源：智研瞻产业研究院整理

机器人减速机发展现状

过去，中国工业机器人减速机依赖进口，国产品牌难以突破，导致中国机器人产业链的发展受制于人。这背后的原因是:一方面，四大家族主导的工业机器人产业格局稳定，而四大家族与纳博、和谐深深绑定，使得中国本土企业难以进入供应链。fanako、安川、KUKA、abb四大家族的成长过程，也是汽车制造业的自动升级过程。由于汽车行业对供应商的要求极高，认证周期极长，且长期不更换，所以四大家族的市场份额越来越稳定。四个系列机器人的减速机全部外包自nabotsk和hamenaco，在长期合作中彼此形成了深厚的绑定关系。中国本土企业很难获得商业应用的机会。

精密减速器的技术门槛高，且依赖于国内制造业的资源禀赋，中国企业很难突破技术封锁。与轴承的“颈部”类似，RV减速器和谐波减速器的生产也需要高性能的材料、精密的加工制造设备和加工技术。日本的自动化工业发展了50多年，高精度机床的性能已达到世界领先水平。生产人员积累了深厚的工艺经验。然而，中国自动化产业起步较晚，很难在短时间内实现产业链的整体提升。

目前，国内工业机器人减速器国产化趋势正在形成。一方面，中国的国产机器人市场已经开放，在降低成本的需求下，给了国内减速器制造商更多的机会。在国产自动化大潮下，国产机器人厂商迎来了发展机遇，伊斯顿、汇川科技、信世达、埃弗特等国产优质机器人公司应运而生。由于hamenaco谐波减速器价格较高，在降低成本的压力下，选择了价格更低(低价格≠低质量)的国产减速器，释放了对国产减速器的需求。另一方面，克服关键零部件的困难是中国工业机器人产业政策的重点之一。在政策驱动和技术研发的推动下，中国精密减速器取得了突飞猛进的进步，实现了弯道超车。

统计数据显示，在中国工业机器人RV减速器市场中，2020年日本品牌纳博茨克占比54.80%，住友占比6.60%，国内品牌环东科技、中大力德、南通振康、珠海飞马、秦川合计占比26.71%;2021年纳博茨克占比51.77%，住友占比4.86%，略有下降，环东科技、珠海飞马、中达利德、南通振康、智通、秦川占比33.22%。

机器人减速机市场规模

统计数据显示，2018年中国机器人减速机行业市场规模39.03亿元，2022年中国机器人减速机行业市场规模52.74亿元，同比增长12.40 %。2018-2023年中国工业机器人减速机行业发展市场经济规模如下：

图表：国机器人减速机行业市场规模（2018-2023年）

数据来源：智研瞻产业研究院整理

机器人减速机研发重点

工业机器人是RV减速器和谐波减速器最重要的下游应用领域，因此工业机器人行业的快速增长为精密减速器市场贡献了最大的增量。

高增长:机器更新换代的大趋势。工业机器人是精密减速器最重要的下游应用领域。在劳动力结构缺口+劳动力成本上升+机器人成本下降+自动化升级的背景下，具有广阔的发展前景。

高调风度:机器取代人的浪潮带动行业需求爆发，供大于求。2022年的疫情影响了机器人的生产和交付，但需求侧订单仍然强劲。从日本机器人订单和生产数据来看，2022q1，日本机器人订单增长率为104%，生产增长率仅为4%。供给和需求之间有很大的差距。

国内厂家在减速器设计制造领域正在迎头赶上。经过一段时间的积累，他们取得了很大的进步，减速器结构设计紧凑，应满足企业多个关键技术功能的一体化，实现经济低齿隙、高精度、高扭矩、高传动系统效率、结构紧凑等关键能力指标。。减速器的传动精度、齿轮结构的加工工艺和精度以及零件的使用寿命是其研究开发的难点。

高壁垒:精密减速机行业是技术密集型产业。谐波减速器和RV减速器对材料、加工精度和工艺要求高，进入门槛高。因此，市场长期被两个日本品牌垄断，市场占有率高达60%。下游本体制造商很少自主开发，选择外包。

近年来国内减速机的发展方向大致可以分为几个主要方面:

(1)重点发展研究通过减速器的动力学理论和旋转误差建模，分析了传动系统误差可以产生的原因和优化管理措施。

(2)高精度、高扭矩：随着工业机器人、航空航天、医疗器械等行业的快速发展，对减速机的精度和扭矩要求越来越高。因此，研发高精度、高扭矩的减速机是未来的发展方向。

(3)模块化、系列化：减速机的模块化和系列化可以大大降低生产成本和提高生产效率，同时也可以方便用户进行选型和使用。因此，未来国内减速机企业将进一步推动减速机的模块化和系列化发展。

(4)智能化：随着工业4.0、智能制造等概念的普及，减速机的智能化也成为了未来的发展方向。减速机的智能化可以包括通过传感器和执行器实现自动控制、调整参数、故障预警等功能。

(5)新材料、新工艺的应用：未来国内减速机企业将进一步探索新材料和新工艺在减速机制造领域的应用，以提高减速机的性能和降低成本。

(6)新能源减速机：随着环保意识的提高，新能源减速机也成为了未来的发展方向。例如电动减速机、气动减速机等，可以广泛应用于各种自动化设备中。

机器人减速机发展机遇

中国是世界上机器人数量最多的国家，但在过去，国内高端工业机器人很少出现在车厂，而车厂是高端工业机器人应用的主要场景。冲压、焊接、喷涂等高端工业机器人基本依赖进口。

摆脱进口依赖的关键是实现RV减速器等高端工业机器人核心部件的国产化。减速机的作用是将电机的高速转换为机械手运动所需的低速。越是高精度、高可靠性、大载荷、多关节的高端工业机器人，减速机的精度就越高。目前，中国已实现中低端RV减速机国产化，但高端RV减速机仍需进口。

为提高国产核心零部件质量稳定性和可靠性，自2021年起，工信部等部门着力联合攻关上下游重点问题，推动核心零部件、加工技术等短板补齐。

到2022年底，工信部将解决高端工业机器人RV减速机，并将其列入16个重点产品和工艺“一站式”应用示范项目名单，以寻求人才。