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  • 機器人技術

    “擎天柱”即將來臨 國內諧波減速器準備好了嗎?

    轉載 :  zaoche168.com   2022年10月08日

            據官網消息,北美時間2022年9月30日(預計北京時間10月1日),特斯拉2022 AI Day活動將于加州帕羅奧圖舉行,屆時,將科幻照進現實的Tesla Bot 預計首次亮相。
            隨著特斯拉人形機器人“擎天柱(Optimus)”即將在本月底亮相,市場對于這一項目的關注度也越來越高。

    Tesla人形機器人:有望成為諧波減速器的藍海市場
            Tesla布局人形機器人,使得2022年有望成為人形機器人發展的標志性年份。
            回顧去年8月20日的AI Day活動,Tesla Bot的發布可謂一大重磅彩蛋。從今年6月21日馬斯克宣布將在9月30日推出 Tesla Bot“Optimus(擎天柱)”原型機開始,人形機器人產業鏈關注度一直在持續攀升。
            Tesla有望將汽車自動駕駛積累的技術經驗用于人形機器人的研發生產中,推動人形機器人行業發展。預計2023年Tesla Bot將進入量產階段。
            據之前信息了解,Optimus高1.72米,重量為56.6千克,身體由特殊材料制成,頭部為可顯示信息的屏幕,四肢共由40個電機控制實現平衡和敏捷動作,內置了特斯拉FSD(完全自動駕駛)芯片,并共用AI系統。
            作為人形機器人精密傳動裝置的諧波減速器是影響機器人性能的核心因素,在高精度場景中尚未存在替代方案,技術壁壘較高。諧波減速器體積小、傳動比和精密度高,主要應用于小臂、腕部或手部。
            馬斯克采訪中提到Tesla Bot技術成熟后年產量將在20萬臺以上。而相較于傳統機器人,諧波減速器在單臺Tesla Bot上的需求量更多、價值量更大。與傳統的工業機器人不同,人形機器人的形態和動作更接近人類,自由度更多,因而單臺Tesla Bot需要用到更多的減速器。單個機械臂有6個自由度,兩條手臂和兩條腿共有24個自由度;每只手有6個自由度,共12個;軀干和頸部共有4個自由度,綜上所述,人形機器人合計40個自由度。保守估計單臺Tesla Bot會使用20臺諧波減速器。

            那么國內外又有哪些諧波減速機廠家?以下信息根據網絡整理。

    國內外諧波減速器廠家基本信息速覽
            哈默納科:1970年在日本成立,1977年開始生產機電一體化產品,1996年其產品銷歐洲、中東、非洲、印度及南美,2004年其股票在東京證券交易所上市,2011年在中國成立貿易公司。2022財年公司實現營收折合人民幣147億元,實現凈利潤折合人民幣22.5億元,毛利率接近40%。
            日本新寶:2015年進入中國市場。作為日本首家“無級變速機”,成立后努力鉆研技術,在“索引技術領域”確立了全球最高級別的技術,曾3次榮獲日本機械學會大獎。公司做各種類型的減速機,包括諧波減速機,但是其諧波減速機的市場占比非常小。
            綠的諧波:2011年在江蘇蘇州成立,創始人團隊實力強大,成立之初便投入諧波誠速器的技術攻關。2013年相繼推多個系列的諧波誠速器產品,2020年公司在上海交易所科創板上市。2021年營業總收入4.43億元,同比去年增長104.8%,歸母凈利潤為1.89億元,同比去年增長130.6%。
            來福諧波:公司2016年進入諧波誠速器市場,推出了δ齒形諧波減速器新品,提升壽命30%以上,轉矩容量超過30%。2019年推出高扭矩LSG、LHG,超短諧波LSD、LHD,達到全球一流水平。2017年諧波減速器實現出貨量1萬臺/年,2018年實現銷售5萬臺/年,2019年實現月產2萬套的生產能力,2020年與廣州耐為機器人科技有限公司簽署“諧波減速器年采購3萬臺戰略合作協議”。

            大族精密:專注于精密減速器及裝置、機器人系統、機電一體化設備的研發生產與銷售。公司專業技術實力雄厚,擁有優秀的研發及管理團隊,并從國外引進一批世界一流水準的加工、檢測設備,并成立國際先進水平的工業機器人工程實驗室,除此還與日本東京大學、筑波大學等建立了緊密的產學研合作關系。
            湖北科峰:2010 年12月成立,是一家專業集設計、研發、生產、銷售和服務為一體的伺服用行星減速機、工程機械用行星減速機、諧波減速機、機電一體化產品的高新技術企業,全國規模較大的專業生產行星齒輪減速器企業之一,中國自主品牌的精密行星減速器先進企業,湖北省行星減速機龍頭企業。已形成了年產50萬臺(套)高端行星減速器生產線,及年產10萬臺(套)諧波減速器生產線。
            同川科技:專注于工業機器人核心技術,旨在為工業自動化提供更加智能、可靠、高精度、高柔性、模塊化的產品,助力工業生產制造轉向自動化、柔性化、智能化?!巴ň?TC Drive”主要經營:精密諧波減速機,伺服電機,機電一體化模塊等產品。公司16年加大工業機器人核心部件包括諧波減速機的投入,19年調整業務方向,轉向機器人核心部件供應,并打造同川精密品牌。
            四川福德:歷經6年不懈努力,攻克了減速機柔輪斷裂、柔性軸承磨損兩大技術難關,成功量產“精密諧波減速機”,各項指標通過了國家機器人檢測評定中心測試均達到國際先進水平,真正意義上實現了進口替代,獲得國際國內客戶廣泛采用和認可。
            中技克美:國內第一個專業從事諧波傳動技術的高新技術實業公司,成立于1994年,是一家專業從事諧波傳動減速器技術設計、開發、生產、銷售、服務的高新技術企業,國家諧波傳動技術研究推廣中心和諧波傳動國家重點工業性試驗基地,研制成功固體潤滑諧波傳動減速器,并應用在載人飛船及衛星等航天飛行器中。
            德美精密傳動:專業從事諧波減速器研發、生產、銷售為一體的創新型高科技企業,成立于2021年11月1日,公司前身專注深耕諧波減速器研發、生產,通過引進國外齒形設計軟件,聯合國內多所一流院校材料技術研究院,結合新材料與新工藝的使用,成功研發并生產制造出國際一流的高精密諧波減速器。公司諧波減速器于2017年11月經國家機器人檢測中心檢測,各項參數和指標已達國家級(A)級標準,在諧波傳動領域擁有30多項專利和多項軟件著作權,已成功打破國外品牌對諧波傳動領域的市場壟斷局面。
            國華智能:致力于研發生產高精密機器人關節諧波減速器,解決國產諧波減速器“卡脖子”問題,實現高端諧波減速器產品的國產化。目前,國華智能的諧波減速器已在遨博、越疆等廠商的機器人上進行測試,為某航天院所小批量供貨,并與桃子機器人、鈦虎機器人、紅星楊科技、邁金智能等企業形成戰略合作。
            國茂股份:肩負“成為世界級傳動專家”愿景,國茂股份具備雄厚的各類工業減速機和電機研發、制造全套技術力量及先進測試手段,為產品提供系統化的整體技術解決方案服務,是中國通用機械工業減變速機行業的標桿型專業制造服務企業。
            昊志機電:成立于2006年,是一家專業從事中高端數控機床、機器人、新能源汽車核心功能部件等的研發設計、生產制造、銷售與維修服務的國家高新技術企業,于2016年在創業板上市。目前產品涵蓋諧波減速器、數控系統、伺服電機、驅動器、傳感器、燃料電池壓縮機、曝氣鼓風機、直驅類高速風機等數十個系列上百種產品。

    國內諧波減速器行業快速發展  國產替代為長期趨勢
            隨著工業化程度的不斷加深,工業生產發展進步,人力成本以及人口結構的改變,勞動力短缺已經代替勞動力過剩,成了主要制造業國家面臨的主要矛盾。
            例如我國制造業的勞動力短缺,幾乎成為常態。但工業生產的某些特質決定了提薪招工僅是權宜之計,大多數制造業的利潤空間不太可能支持薪資持續上漲,這也是制造業向低人力成本地區轉移的基本內在邏輯。
            無論是想降低人力成本,還是解決勞動力短缺,用機器人投入生產,成了制造業必然的選擇,也是我國近年機器人行業繁榮的主要驅動力。
            “替代人”解決勞動力短缺問題。馬斯克宣布將于 9 月 30 日推出人形機器人“擎天柱”的原型機,旨在代替人類從事 “危險、重復、無聊”的工作,并預計 2023 年實現量產。
            特斯拉超級工廠可能成為擎天柱應用場景。據Electrek報道,根據特斯拉機器人計劃的新招聘信息,特斯拉正計劃在其工廠內部署 “數千個人形機器人”,“指令-執行”工作模式決定其落地局限性。目前推測特斯拉機器人的初步定位于取代部分應用場景下的勞動力,基于“指令-執行”的工作模式避開了現實世界實時感知這一技術難點,能夠快速部署到to B領域,但to C領域仍然是最廣闊的應用場景,也是人形機器人的最終目標。

            據了解,全球諧波減速器市場格局中,其中哈默納科一家獨大,全球市場占有率在82%左右,綠的諧波占比7%,其他廠商占比約11%。
            2020-2021年,中國諧波減速器市場中最大的兩個外資品牌——哈默納科和日本新寶在中國市場的占有率由46%降至42.9%。
            國內做諧波減速器的企業總共有30多家,實力較強的有綠的諧波、福德、來福諧波、大族傳動等企業,2020-2021年,這幾家企業在中國市場上的占有率之和由35.9%提升至41.1%,其中,綠的諧波作為國內諧波減速器龍頭,加速追趕國際先進,尤其是在國產協作機器人領域,已成為廠家首選品牌。

    結語
            總之,我國諧波減速器行業正處于成長期階段。市場成長迅速,但以精密諧波減速器產品為代表的核心零部件總體供給量存在較大缺口,下游裝備制造廠商需求尚未得到滿足。隨著行業內企業規?;a的實現與下機器人行業規模的持續擴大,諧波減速器的國產替代進程也將持續推進,參考特斯拉路線,國內零部件廠商或迎來重大機遇。

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