機器人本體的核心零部件包括伺服、減速器和控制器。以六軸關節型機器人為例,每臺機器人標配六臺伺服,六臺減速器和一個控制器。電機與減速器在機器人內部,控制器也就是控制柜,通過電纜與機器人本體相連。
零部件:核心在于控制
機器人本體的核心零部件包括伺服、減速器和控制器。以六軸關節型機器人為例,每臺機器人標配六臺伺服,六臺減速器和一個控制器。電機與減速器在機器人內部,控制器也就是控制柜,通過電纜與機器人本體相連。
機器人的控制過程是由控制器發指令給伺服驅動,驅動伺服電機旋轉,通過減速機執行動作。其中,技術門檻高的是減速機,其次是伺服電機和驅動,再次是控制器。但這里說的門檻是指功能性的門檻,也就是做出來的門檻。
三大核心零部件的減速器、伺服和控制柜成本分別占機器人成本的30%~50%,20%~30%,10%~20%。
(1)減速器
減速器工作原理,是把電機的轉速降低,從而得到大的轉矩。可以等同于汽車在上坡時需要減速的道理。
減速器成本,平均占機器人本體成本的30%。由于減速器供應商較少,近乎壟斷,故國內機器人本體的減速機采購價格更高,減速機占本體比例可達40%~50%。
減速器分為諧波減速器和RV減速器。
諧波減速器用于小型機器人或大型機器人末端幾個軸,特點是體積小、重量輕、承載能力大、運動精度高,單級傳動比大。上HarmonicDrive公司幾乎壟斷了整個工業機器人諧波減速器領域,目前市場占有率高達80%。國內諧波減速器的產業發展中,以綠的發展快,已經與部分國產機器人甚至外資機器人廠家供貨試用,發展到今年有望突破三萬臺,在國內諧波減速器市場占有率超過50%。
RV減速器適用于在重載機器人。一般應用于重載機器人的腿部腰部和肘部三個關節。相比諧波減速器,RV減速器具有更高的疲勞強度、剛度和壽命,不像諧波傳動那樣隨著使用時間增長,運動精度會顯著降低,其缺點是重量重,外形尺寸較大。RV減速器的關鍵在于加工工藝和裝配工藝。
日本的納博特斯克(帝人)在RV減速器市場占有60%的市場份額。國內廠家南通振康和恒豐泰花費了6~8年時間,目前在RV減速器國內品牌中位于前列。