进口不够，国产来凑？机器人减速机国产化有多难？

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撰文 | 大头

再次写关于减速机的文章，是因为减速机又缺货了！2021年的第一场缺货，比2018年来得更真实一些！

2021年中国机器人市场的“火爆”有目共睹，国外还在吵戴不戴口罩，中国已经可以不戴口罩了，生产力的快速恢复使得积攒一年的需求爆发，国产机器人算是久旱逢甘霖，终于可以喘口气了。

然而，也并不是所有公司都熬过了冬天，火爆之余，也有爆冷的消息。一方面是协作机器人、医疗机器人、机器视觉等高端领域频频有过亿的融资新闻出来；另一方面，国产SCARA龙头让位，机器人研发与集成公司分别被ST，知名集成公司被一元贱卖，芯片厂被烧导致订单被抢的消息也层不出穷……令人唏嘘。

但不管怎样，国产机器人是的的确确迎来了春天。然而，刚喘口气，新的问题又来了：订单的激增导致供不应求，缺货是必然的结果，减速机便是其中之一。

在HD、纳博，再加上新宝、住友等几个进口大牌供货紧张的情况下，“国产替换”又成了热议话题。很显然，即使是国产机器人龙头企业，都很难与进口机器人品牌抢减速机，更不用说众多中小型公司。于是，如2018年一般，国产减速机又迎来了一次生机。“饼从天降，欲抢从速。”

事实上，缺货仅是国产替换的一个短期窗口，是机会主义，当供货不紧张之后，大部分国产品牌又会被踢出局，只有极少数可以趁机出头。入行这么多年，测过不少减速机，也看着不少品牌起起落落，赶上这个点，聊一聊国产减速机替换之路有多艰难。

产品定义：替换还是颠覆？

要替换进口减速机首先要定义用什么产品来替换，对于国产减速机厂家来说大致可以分成两派：替换派与颠覆派。

先讲替换派，思路比较直接，日本人能做，我们也能做，价格还要打下来。因此，从模仿、研究、改良入手，HD有什么我做什么，纳博有什么我做什么，前期是1:1复刻，发展到一定水平后，会有所谓齿型改良甚至原创齿型，小的非标定制，针对不同领域的定向设计等等。

总体来说，原则是无缝切换，客户不用改任何设计就可以切换进去。这是绝大多数国产减速机厂家的做法，简单，却不容易。

而颠覆派顾名思义就是打破现有HD与纳博的设计而做的创新产品。相对来说，谐波的创新产品几乎没有，毕竟谐波的结构实在太简单了，只有钢轮、柔轮、波发生器三大部件，实在没有什么可变的。目前看到的变化大概有以下几种：

1、齿型的变化。不少厂家都宣称有专利的齿型，创新的齿型，并冠以各种高深的命名，但实际有齿型设计能力的厂家极少极少，毕竟如果随随便便一款新齿型就想打败HD，那HD面子往哪搁？大部分只是在HD的齿型上小动手脚罢了。

这里并不是贬义，相反，老老实实模仿并且仿得透，也是值得称赞。也许有一天，市场上出现了一款“大头齿型”，各位可以试试。（笑）

2、在原来杯型与礼帽型的基础上开始扩展直筒型双钢轮结构。这种结构其实HD也有，只是原先使用没有那么普遍。

双钢轮结构的优点与缺点都非常明显，优点是扭矩要比同规格的大得多，20的规格可以达到25的扭矩；缺点则是噪音跟振动也比一般谐波减速机结构的大（也可能与产品开发阶段有关），想要用到机器人上，仍需努力了。

3、Y型结构，也叫三波结构。这是目前在推广与尝试的新产品。传统谐波的波发生器是一个椭圆型，电机转一圈，柔轮变形2次，真正受力的只有对角的2个齿，所以不耐冲击，而三波结构顾名思义就是电机转一圈，柔轮变形3次，波发生器是一个类三角形，真正受力的变成3个齿。

根据我有限的数学知识计算，扭矩提高1.5倍。这是厂家宣传的重点，小体积，大中空，高扭矩，而且因为频率变了，可以改善共振。但是，也正因为一圈变形了3次，对柔轮来说，工况是更恶劣了，对寿命来说是个考验。这大概也是为什么厂家会主推小六轴以及协作吧，要是上SCARA跟DELTA……

RV是目前创新的高发区，近几年陆续有厂家推出相对来说结构上变化比较大的新型的RV产品，当下还比较活跃的有瀚晟跟海尚，为什么说还比较活跃，因为新结构的产品比相似结构的产品生存与发展要更难（后面会讲到），前几年有一家将纳博RV结构称为第一代，将SPINEA结构称为第二代，将自家结构称为第三代的国产品牌，今天我连他官网都进不去了。

瀚晟由于保密的缘故，在官网上并没有将结构展示出来，我也就不好多说了。海尚的结构相对来说更新颖一些，如下图，把滚针变成了滚珠。目前这两家都是处于推广试用的阶段，性能方面还待市场验证。

尽管到目前为止，国产减速机排得上名的都是替换派，颠覆派仍在艰苦奋斗，但行业需要破局者，为“正在”与“已故”的颠覆者致敬！

产品研发：痛并快乐着

研发阶段大概是减速机厂家最“舒服”的阶段。因为这个时候还没有商务压力，大家想的是如何把产品做出来，钱的问题也相对好解决。

首先做谐波的投入相对较少，这也是为什么不少谐波厂家的前身是做机加工的，而做RV则是重资产，入局的大多底子较厚。而且很多减速机厂家要么自身有其他产业支撑，要么前期讲好故事，融资并不太难。

技术路线定好了，钱到位了，人到位了，剩下就等产品出来了。并且，如同现在的机器人一样，大家的起点都越来越高，所以出产品的速度越来越快，而且新产品出来的质量也越来越好，很可能产品在扭矩、精度等方面都与顶级厂家持平甚至超越。

这并不是夸张，因为现在的起点高了，基础知识的积累多很多，并且研发阶段一般都会采取保守设计，更高的加工精度，更好的设备，更贵的配件，更小心的装配，所以扭矩、精度超出预想并不意外，关键在于后面的去掉冗余设计，或者长寿命的验证。

人生很长，困难都在后头。

关于后续在产品试用、小批量产、年产5万套以上等各个阶段，国产减速机企业又将遇到哪些困难？口碑又该如何维持？我们将在下一期文章中进一步分析和讨论，敬请关注！

注释：本文为作者投稿，内容系作者独立观点，不代表高工机器人立场

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