八月初，傍晚六時，物流公司的貨車準(zhǔn)時到達嵊州市甘霖工業(yè)園區(qū)內(nèi)的來福諧波廠區(qū)，上百箱連夜生產(chǎn)的機器人減速器被裝載上車。不久后，它們將被裝載至工業(yè)機器人的關(guān)節(jié)中，奔赴制造一線，替代人工，執(zhí)行切割、焊接、搬運、噴涂、包裝等工作。
作為工業(yè)機器人三大核心零部件之一，減速器長期為日本企業(yè)壟斷。直到近兩年，一批國產(chǎn)工業(yè)機器人減速器廠商涌現(xiàn)。不懈攻關(guān)技術(shù)，實現(xiàn)核心零部件自主化生產(chǎn)；積極開拓市場，逐步提高國產(chǎn)減速器市場份額。其中兩家浙企——雙環(huán)傳動機械股份有限公司（以下簡稱雙環(huán)傳動）和浙江來福諧波傳動股份有限公司（以下簡稱來福諧波）也成為其中的佼佼者。
精度決定產(chǎn)品性能
炎炎夏日，臺州玉環(huán)市雙環(huán)傳動機械股份有限公司廠房內(nèi)，工人們正調(diào)試著幾臺工業(yè)機器人，它們就像一只只機械做的手臂，靈活變換著動作方向。“這是齒輪生產(chǎn)線上作業(yè)的機器人，抓起一個零件，定在一個設(shè)定好的地方，運動穩(wěn)定性和呈現(xiàn)精度，都要看關(guān)節(jié)上的減速器性能。” 雙環(huán)傳動研究院院長張靖解釋說，“這些機器人里裝的RV減速器全都是雙環(huán)自主生產(chǎn)的。”
裝在工業(yè)機器人中的減速器主要有兩種：RV減速器和諧波減速器。“大關(guān)節(jié)，就好像人體的髖關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)，用RV減速器；小關(guān)節(jié)，就比如手腕，手指處，用諧波減速器。”而雙環(huán)傳動生產(chǎn)的是RV減速器。
張靖帶記者走過一片齒輪生產(chǎn)區(qū)，RV減速器生產(chǎn)車間在廠房另一側(cè)。步入其中，只覺一陣清涼，竟比夏日空調(diào)房還舒服。“一毫米的千分之一，是一微米，機器人減速器的加工精度就是微米級別的。”原來，為保證加工精度，車間內(nèi)的濕度常年控制在50%-70%，室溫則控制在20℃至22℃以內(nèi)。
機器人減速器對精度的嚴(yán)苛要求，不僅在生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)，更在成品性能測試中。在性能檢測區(qū)，記者看到，幾臺工業(yè)機器人正不停重復(fù)著相同動作。“機器人通過各個關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動，來引導(dǎo)每段手臂移動。對標(biāo)國際產(chǎn)品，這個轉(zhuǎn)動角度的瞬時誤差不允許超過30秒。”
角度單位“1秒”就是“1度”的三千六百分之一。如此微小的誤差范圍，在工業(yè)機器人日以繼夜的每一次動作中，都必須保證。“機器人減速器的性能是動態(tài)的，需要在成百上千小時內(nèi)始終保持一定轉(zhuǎn)動精度。”張靖坦言，最初國產(chǎn)減速器和日本產(chǎn)品間的差距便在此。
2013年6月，雙環(huán)傳動啟動RV減速器項目；2015年7月，雙環(huán)傳動承擔(dān)起國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）“工業(yè)機器人核心基礎(chǔ)部件應(yīng)用示范”主題項目的“機器人RV減速器研制及應(yīng)用示范”子課題。“863項目驗收，我們已做好一切準(zhǔn)備。”張靖胸有成竹，“現(xiàn)在，如果拿雙環(huán)RV減速器和日本的作比較，我很自信地說，在基本性能上沒有任何差距。”
研發(fā)全靠自己摸索
相比雙環(huán)傳動的RV減速器的又重又硬，在運用中與之互補的來福諧波的諧波減速器則小巧而輕薄。
講起研發(fā)經(jīng)歷，來福諧波副總經(jīng)理彭勝良發(fā)出了和張靖相似的感慨：“沒有成熟可靠的標(biāo)準(zhǔn)可參考，也沒有任何借鑒，什么都靠自己琢磨。”
“事實上，諧波傳動的原理和運用，國際上至今還在不斷探索，每個國家都有自己的方法，由此產(chǎn)生不同的設(shè)計。”他解釋說，即使同一國家的不同生產(chǎn)廠商，設(shè)計理念也不盡相同。
“項目初期的摸索最為艱難。”從無到有，一步步打造初代產(chǎn)品的過程，彭勝良記憶猶新。2013年“來福”成立，與南京信息工程大學(xué)的教授團隊合作，一同開展諧波減速器的參數(shù)設(shè)計。“每天都住在公司里，做夢都在思考問題。”彭勝良回憶，為實現(xiàn)30秒內(nèi)的動作精度，整整一年半，來福研發(fā)部沒日沒夜進行著‘試驗理論，與大學(xué)團隊溝通改良，再試驗，再改良’的工作循環(huán)。作為負(fù)責(zé)人的他常常半夜接到值班試驗員的電話，報告夜間跟蹤試驗出現(xiàn)的突發(fā)問題，“必須隨叫隨到，快速定位和排查。”
2014年，初代產(chǎn)品推出；2043年，來福諧波減速器動作精度達到與日本產(chǎn)品相同水準(zhǔn)。
“沒有標(biāo)準(zhǔn)，就自尋標(biāo)準(zhǔn)。”彭勝良說，為了對標(biāo)先進水平，“來福”曾買入主流產(chǎn)品進行測試。“我們發(fā)現(xiàn)，日本人的諧波減速器高精度工作壽命很長，其中部分就仰仗于所用材料。但是他們用的我們買不到。”意識到了差距，“來福”隨即組成一支由企業(yè)研發(fā)部、外聘專家、材料學(xué)教授、鋼廠團隊組成的攻關(guān)團隊，改進材料配方，不斷試驗。如今，來福專屬牌號的基礎(chǔ)材料已研制成功。
“高精度壽命攻關(guān)現(xiàn)已突破，年底我們將正式推出新一代諧波減速器，目前在最后試驗收尾階段。”彭勝良說，新產(chǎn)品各方面都與當(dāng)下市場的主流產(chǎn)品相一致，“可以和他們同臺競爭。”
市場迎來快速爆發(fā)
一路破關(guān)斬將，深耕機器人減速器研發(fā)制造。個中滋味，身為企業(yè)核心技術(shù)人員與管理者，張靖和彭勝良不約而同提到，奮起直追最大的收獲在于逐步提升了國產(chǎn)品牌行業(yè)話語權(quán)。
“幾年前，沒有選擇，不論諧波還是RV都只能問日本買。一臺小小的減速器，要價1.2萬元，訂單交付時間也拖得很長。”國產(chǎn)機器人制造商的痛點，張靖感同身受。“試想每個機器人里五六臺減速器，單是一種零部件價格就七八萬元了。” 國產(chǎn)工業(yè)機器人制造成本與售價居高不下，中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到極大制約。
“現(xiàn)在不同了，國產(chǎn)減速器成功研發(fā)，進入市場參與競爭，日產(chǎn)減速器已經(jīng)降到五六千元一臺，是原先價格的一半都不到。”
制造一線“機器換人”的逐步普及使中國工業(yè)機器人市場迎來爆發(fā)。“訂單源源不斷，出乎我們的意料。”彭勝良說，國產(chǎn)機器人減速器的成功上市，猶如打通了一支阻塞多時的產(chǎn)業(yè)發(fā)展脈絡(luò)，“2017年上半年開始，整個行業(yè)一直處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，月月滿產(chǎn)，現(xiàn)在下訂單，交貨都要排到兩個多月以后。”
市場反應(yīng)的熱烈讓來福諧波和雙環(huán)傳動感受到實現(xiàn)量產(chǎn)、擴增產(chǎn)能的迫切性。去年，來福諧波實現(xiàn)2200萬元產(chǎn)值，并進行了新一輪融資，“產(chǎn)能提升正不斷進行，目前來福諧波的四條生產(chǎn)線已達到年產(chǎn)6萬至7萬臺的規(guī)模。”彭勝良透露，再過一個月將擴充至12萬臺一年，“后年年初要實現(xiàn)10條生產(chǎn)線，年產(chǎn)20萬臺。”
“經(jīng)過去年8000臺的市場試探，今年將達成年產(chǎn)6萬臺的目標(biāo)。”張靖稱，目前國內(nèi)RV減速器制造商的單月出貨量，雙環(huán)傳動最大。相比已有30多年發(fā)展歷程的日本企業(yè)，中國企業(yè)的追趕之路還長。“人家已是參天大樹，我們還是小苗。但至少我們已經(jīng)破土而出。”
