技术人员正在测试机器人的焊接功能

 

 

 

技术人员正在测试机器人的点对点准确性

 

 

 

技术开发人员正在研发新款机器人程序

 

中国拥有全世界最大的工业机器人市场，可是这市场并不属于中国　自主企业。

 

长久以来，中国机器人研发过程中的瓶颈之一，就是高性能机电器件依赖进口的现象较为严重。这也制约了　中国机器人技术的长远发展。

 

对以机械臂为主要形态的工业机器人来说，RV减速器是最重要的关键零部件之一。目前在这一领域内，日资厂商仍占据绝大部分市场，扮演着世界机器人产业背后“隐形冠军”的角色。近年，数家国内自主企业相继宣称在　RV减速器的研发上取得了突破。但是，真正能够做到量产落地的企业不多。能够得到市场认可、进入大规模生产应用的就更少了。

 

与此形成对照的是另一番热闹景象。据不完全统计，短短几年间，全国已建成或在建的机器人产业园已经超过40个，还有大量机器人产业园在筹备中。其中，大量从事机器人本体生产的企业，还是在走搞组装、重规模的老路。

 

本报记者　沈竹士

 

振康滞销减速器积压两千台

 

去年，南通振康焊接机电有限公司总经理汤子康与国家有关部门有过一次接洽。对方建议南通振康申请国家相关计划，在政府给予配套资金补助的支持下，上马年产10万台以上RV减速器。汤子康没敢申请。理由是，目前很难找到能够消纳上述产能的市场。

 

2015年度，南通振康自主研发RV减速器的年产能是5000台，获得订单数量8000台，而实际销售量仅3000台，也就是积压2000台的库存。今年，其年产能增至2万台，前三季度获得订单数量5000台，实际销售约4000台。

 

在工业机器人的大类中，多关节(多轴)　机器人是技术要求较高的品类。在多关节机器人中，焊接机器人对轨迹精度、负载的要求最高。机器人的各关节转轴一般采用RV减速器和谐波减速器搭配组合。为了让机器人承受大负载，RV减速器是不可或缺的。这是工业机器人皇冠上的明珠，是核心中的核心。

 

凸轮轴、针齿壳、摆线轮是RV减速器的核心零部件，也是最难加工和装配的部件———

 

凸轮轴的加工难度在于如何保证两个凸轮的偏心量误差精确至微米级，以及两个凸轮相位差正好为180度。国际上诸多凸轮磨床制造商都无法提供符合精度要求的凸轮轴加工专用设备。

 

针齿壳的加工难度在于如何保证40个半圆孔的圆度、同心度和位置度一致。采用传统的切割设备及磨床都无法满足精度要求。即使采购微米级的加工设备，工件在加工过程中的应力变形也极易导致精度超差。

 

南通振康是国内最早实现RV减速器小批量生产、面向市场销售、产品性能水平与进口相当并且可以实现相同型号互换的企业。2010年，汤子康开始研发RV减速器，成功开发两种系列九个型号，并获得授权的发明专利。2012年4月开始，振康减速器开始小批量投放市场。

 

汤子康对自主研发的减速器有信心。他告诉记者，其RV减速器累计已销售近2万台，提供6000小时免维护，先后供应给460多家客户，其中最久的已使用三年，未出现过重大问题。且性能已能比肩世界最大的RV减速器厂商纳博特斯克生产的同类产品。

 

然而，振康减速器在市场端与日本产品的差距要远得多。雪上加霜的是，日本厂商祭出了价格攻势。2013年度，纳博特斯克的帝人牌减速器单价超过1万元，同期振康减速器定价5000元。2014年，日本纳博降价为5000元/台，振康被迫相应降价至3500元/台。

 

尽管南通振康在价格上对标竞争对手，很多老客户还是转投日本纳博了。汤子康说：“日本纳博降价后，一些客户很快走了，甚至不愿再多打一个电话，询问我提供的新报价。这也是很无奈的事。”

 

今年5月，位于江苏省常州市武进区的纳博特斯克(中国)精密机器有限公司正式投产。这家公司由日本纳博特斯克株式会社与上海机电股份有限公司合资，注册资本5000万美元，主要产品就是RV精密减速器，供应给ABB、安川电机、库卡以及发那科四大机器人企业。公开报道显示，新公司一期规划产能10万台/年。

 

业内人士认为，建立合资工厂，意味着外资品牌在中国市场还有进一步降价的空间。

 

南通振康此前以成功研发、生产印刷电机在业界知名。印刷电机是焊接用送丝装备的核心部件。在当时，振康的产品打破了日本企业的垄断，实现进口替代，国内市场份额超过80%。由于减速器业务多年无法实现盈利，振康只得依靠印刷电机业务收入来支持研发。事实上，自主研发的减速器难以在市场上成功，是国内厂商普遍面临的问题。工业机器人研发需要巨额资金投入，市场受困与财务压力使厂商无力持续投入，导致产品进一步改进迭代的中断。

 

非标市场的成功与局限

 

目前，南通振康的最大客户是欢颜自动化设备(上海)有限公司。后者是一家生产六关节弧焊机械臂的机器人本体制造商。

 

上海欢颜是在2014年刚刚成立的。公司注册资金2000万元人民币，目前生产基地位于嘉定区。今年下半年，欢颜的工业机器人项目落户安徽省马鞍山市和县经济开发区。项目占地面积约200亩，预期建成后具备每年生产2万台机器人的能力。一切都显示出，这是一家小企业。

 

南通振康给予这家上海企业深度支持，包括在供货时提供相当大的折扣；提供昂贵的激光跟踪仪来给机器人整机进行精确标定；甚至输出成熟的企业管理制度和经验。

 

汤子康之所以选择欢颜合作，是看中其开拓市场的能力。欢颜明确提出，其市场定位主要面向中小企业。尽管客户中有奇瑞、捷豹、路虎、吉利汽车、广西汽车这样的汽车制造厂商，欢颜的产品大部分供应给三轮车架焊接、电动车架焊接、农村金属围栏焊接这样的应用场景。

 

上海市科学学研究所的一份课题报告指出，虽然外企垄断了中国机器人传统高端市场，但是中国丰富的细分市场可以为本国企业带来机会。中国企业可以在外企无暇顾及的时候，快速切入较低级的细分市场，错位竞争，以产业应用带动核心技术研发，最后再向高端市场扩展。

 

对非标准场景应用的丰富经验，使欢颜这样的小企业可以在市场中立足。价格方面，工业机器人本体的销售一般都经过中间商。欢颜卖给中间商的价格是6.8万元/台，中间商卖给企业的价格是8万余元/台。这一价格相当于同级别外资机器人的三分之一到二分之一。

 

中小客户的需求是分散、个性化的。去年8月，欢颜对机器人进行召回升级。请客户把旧设备发回来，企业再把新设备发过去。无锡的一家客户不愿意让生产线停工。公司里有辆全顺面包车，就拉着新的机器到无锡，帮客户把旧设备换下来，节约时间。

 

欢颜的研发工程师告诉记者：“几乎每周都要出差，帮客户调试设备，收集客户的诉求。客户有很多非标准化的需求。比如，一家客户提出希望焊枪沿着弧线的轨迹走，因为这家客户是生产风

 

扇叶片的。这意味着需要单独为其进行开发，开发成本很大，但又不得不做。”

 

虽然可以在非标市场中生存，但是欢颜无法完全撑起南通振康所需要的市场。欢颜只做弧焊机器人。弧焊的负载较小，多为50公斤以下；点焊的负载较大，多应用在汽车制造中。上海欢颜总经理黄启岗承认：如果非要和外资企业比拼负载100公斤以上的点焊机器人，目前这样的产品还不被市场所认可。而振康减速器的产品线可以满足高至200公斤负载的工业机器人关节要求。

 

国内制造业大企业的“缺位”

 

上海市科学学研究所上海科技发展研究中心主任王迎春认为，自主工业机器人厂商遇到的市场困境，其背后潜藏的原因在于中国有实力的制造业企业还没有主动向产业链上游升级。而这恰是日、德等国家当年进入机器人产业的路径。

 

位于当今世界前列的机器人企业大多脱胎于汽车、机械、电气等制造业。对提高生产效率的追求，驱动着大集团研发自动化设备。后来，自动化部门才从这些传统制造业部门中分离出来。

 

例如，刚刚被美的收购的德国库卡，1898年在德国奥格斯堡建立，最初主要专注于室内及城市照明。日本的帝人精机，1944年成立进入飞机制造业，1947年进军纺织机械制造领域，1955年开始制造飞行器零部件，1959年才扩展至机床制造业。日本纳博的RV减速器，最初是作为挖掘机驱动马达的核心部件使用的。

 

按这样的产业路径发展，则会产生出一个结果：传统制造业和机器人企业捆绑在一起。因为后者要么本来就脱胎于前者，要么是应前者的需求定向研发的。这条路径的妙处在于，机器人企业从“诞生”起就自带下游市场，而且这种合作在生产流程中稳定下来，不会轻易失去这些市场。

 

日本纳博为国际机器人四大家族(即ABB、库卡、发那科、安川电机)供应RV减速器，并与后者有排他性的协议，即不允许使用除纳博以外厂商的减速器。反过来说，合资企业照搬国外的生产线和生产流程，也不会有驱动力去改变惯性、改用国产机器人与零部件。

 

王迎春指出，由于业务结构和体制等原因，部分国有大企业目前热衷于合资、购买进口产品，对自主研发机器人产品持谨慎态度。部分民营大企业虽然对机器人感兴趣，成立了独立的机器人企业，但对国内机器人核心部件技术信心不足。总之，大企业观望者多、全力投入者少，基本处于试探性投资阶段。

 

一些自主零部件厂商则认为，国内的机器人本体制造以组装居多，且没有认真做好调教匹配工作。一位业内人士表示：“北方一家机器人制造企业用了自主的减速器，反馈机器抖动。而车间里的工人告诉我，换用日本纳博的减速器，机器也是有抖动的。这反映出机械装配和调教没有发挥出零部件应有的性能。”

 

目前，许多机器人企业仍是“小、散、弱”，靠政府补贴而生。南通振康合作过的客户超过460家，但是能够长期存续保持合作关系的仅有10家。

 

近年，大企业缺位的情形正在逐渐改变。今年9月27日，爱仕达电器股份有限公司发布公告，以5865万元的价格，收购浙江钱江摩托股份有限公司持有的浙江钱江机器人有限公司51%的股权。交易完成后，钱江机器人将成为爱仕达控股子公司，钱江摩托在钱江机器人持股39%，而钱江摩托的大股东是浙江吉利控股集团有限公司。

 

爱仕达的主营业务包括炊具、厨房小家电制造业。是世界炊具行业较大的生产基地之一。今年11月，在沪举行的国际机器人检测认证高峰论坛期间，爱仕达董事长陈合林表示未来将有改造、建设智能工厂的规划。

 

钱江机器人公司2013年成立，今年实现量产，是浙江台州最早一批布局并实现机器人产销的企业。其研发团队包括哈尔滨工业大学博士在内有140多人，并建立了机器人应用实验室。目前钱江机器人研发的产品系列涵盖负载3公斤、20公斤、500公斤的工业机器人。

 

不过，钱江机器人内部人士告诉记者，目前公司生产机器人本体所用的RV减速器依然是来自日本纳博的帝人牌减速器。虽然公司也在投入研发自主知识产权的RV减速器，其精度指标能够接近外资品牌，但在耐用性可靠性上距离外资竞品还有相当的差距。

 

“幼稚”产业是否需要保护？

 

自主工业机器人厂商在市场上遇到难题，那么国内有没有扶持和保护的产业政策?

 

业内专家告诉记者，目前从中央到地方各级政府均有针对工业机器人的补贴和奖励政策。不过，这些政策都是按照首台、首套设备和首条生产线的项目进行补贴的，并没有针对机器人设备的自主国产化率进行要求。此外，工业机器人的国家标准还未制定完成，国家机器人的认证体系尚在建设之中。

 

与此同时，外资企业正在抢滩占领中国市场。除了日本纳博一家企业在上海郊区和江苏工业重镇常州建厂，世界知名的工业机器人企业近年都纷纷在中国设厂投产。

 

事实上，机器人产业先进国家日本和较为先进的韩国，均是在经济全球化还未全面展开的时候，通过相对封闭的国内市场培育了本国机器人产业的发展。回溯地再远一些，美国在第二次工业革命上半期的崛起，正是在高度保护国内市场的作用下实现的。其商业政策的基调从一开始就是为国内制造商保留国内市场，而排斥外国竞争，措施就是高关税保护和排斥外国直接投资。

 

对此，王迎春则从另一方面提醒：“不能单纯归因于国家产业保护政策不到位。还是应该考虑市场本身的逻辑。期待大企业跟随市场规律适时进入机器人产业，让自主机器人真正得到国内市场的认可。要知道，日本的机器人厂商最多时也有200多家，后来才有寡头兼并、由小及大的发展过程。”

 

摄影:袁婧

 

追赶路径还有哪些

 

 

 

机器人马力全开“翩翩起舞”

 

本报记者　沈竹士

 

外资企业早早锁定了工业机器人的关键技术，并且试图完成对中国市场的抢占和垄断。在这种局面下，国内自主机器人企业的追赶路径看上去十分艰难。不过，上海市科学学研究所上海科技发展研究中心主任王迎春认为，关键零部件和本体制造只是机器人产业当中的一个局部，大型国企、民营企业手握丰富的资源，还可以从“工具箱”里找到其他的办法。

 

路径之一:并购

 

中国企业在海外买买买的路子越来越成熟了。近有美的收购德国库卡机器人，远有吉利收购沃尔沃汽车。对于美的来说，控股库卡利在两头，既能提升上游生产环节智能制造的能力，又能促进制造智能终端产品的研发。此前，美的已经成立了注册资本10亿元人民币的全资子公司“美的机器人产业发展有限公司”。近年，以扫地机器人为代表的智能家居产品开始走红，有望成为传统白家电企业的新增长点。

 

目前，制造业海外收购这出戏唱得热闹的大多是民营企业。在有条件的情况下，期望国有大型企业克服不利因素，也能善用并购手段。

 

路径之二:精耕细分领域

 

机器人企业往往脱胎于传统制造业门类。除了通用的焊接、搬运、码垛机器人外，工业机器人还有丰富的细分应用。除了汽车制造，电梯、空调、数码3C、光伏设备、食品加工都有应用机器人的需求。像上海欢颜自动化设备公司，最初的业务就是医用电动轮椅。

 

目前，传统国际大厂仍在想方设法提高供应传统制造行业的产能。如果自主企业发挥在某一细分领域的优势，则有可能在特定领域、特定工艺上获得更多的话语权。这种深耕不但是在机器人本体制造上，也可能在机器人单元系统集成和生产线的设计上。

 

不过，全球机器人四大家族　(库卡、ABB、安川电机、发那科)　本来也是有各自侧重的专业领域和“势力范围”。日、美、欧先发的机器人企业已经占据了医疗等一些细分领域市场。留给中国企业的空间需要进一步挖掘。

 

路径之三:智能制造

 

以机械臂为主要形态的工业机器人，本质还是上世纪70年代－80年代的产物。这是属于旧时代的技术。随着人工智能的发展，机器人产业从理念到产品都仍在发生着创新和变化。比如，原先应用工业机器人的最终目标可能是建立自动化生产的“无人工厂”，现在提出了“人机协作”的理念。要实现“人机协作”，一是对机械臂的安全性提出新的要求，二是对其智能可交互性提出新的要求。

 

目前，国内一些大企业已经开始围绕智能产业生态进行布局，试图提前占位。这或许能够部分解释大企业为何在机器人产业中没有大规模的动作———他们等待未来人工智能的风口，以期实现机器人产业的弯道超车。不过，产业发展自有其逻辑，柔性制造也好，人机协作也好，都是出自工业生产的需求，他们还得建筑在强大的工业基础和合格的机器人本体产品的基础之上。