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一文看懂全球工业机器人产业链

 你我它都好 2020-04-01

世界第一台工业机器人

1962年美国研制出世界上第一台工业机器人

机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是一个国家工业自动化水平的重要标志。

根据国际机器人联合会(International Federation of Robotics;简称IFR)定义,机器人分为工业机器人(Industrial Robots)及服务型机器人(Service Robots)。其中,目前工业机器人又佔全球机器人80%的市佔率,远高于服务型机器人。机器人是装备行业实现智能制造的关键,甚至是核心装备。智能装备的核心其实就是智能机器人,机器人为智能制造提供强大的支撑。所以,机器人的发展对制造业的升级意义非常重大。

流水线上的工业机器人

学界一直有一个观点,当前限制工业机器人技术应用和发展的关键不再是关键设备和技术,而是专业研发和应用人才的紧缺......

工业机器人的产业链分类

工业机器人产业按产业链分为上游、中游和下游,由零部件企业、本体企业、代理商、系统集成商、终端客户构成,其中最核心环节是本体企业。

工业机器人成本拆解

  • 上游:生产核心零部件,包括减速器、伺服系统、控制器

  • 中游:本体生产商,包括工业机器人本体、服务机器人本体。

  • 下游:系统集成商,包括单项系统集成商、综合系统集成商。国内企业多集中在此环节。

工业机器人主要玩家

企业国家机器人业务起始时间核心领域
ABB瑞士1974年控制系统
库卡德国1973年系统集成 本体
发那科FANUC日本1974年数控系统
安川日本1977年伺服 运动控制器
其它


生意汇补充:中国家电企业美的集团在2017年一月顺利收购德国机器人公司库卡94.55%的股权

延伸深度分享 ▎机器人产业链汇总

工业机器人减速器玩家

主要减速器

减速器是连接动力源与执行机构之间的传动机构,能将马达的转速降低,并让转矩提升。其将电动机、内燃机等高速运转的动力,透过输入轴上的小齿轮啮合后,再输出至轴上的大齿轮以达到减速的目的,并藉此传递更大的力矩。目前成熟并标准化的减速器有:圆柱齿轮减速器、涡轮减速器、行星减速器、行星齿轮减速器、RV减速器、摆线针轮减速器和谐波减速器。

减速器特别讲究高可靠度、高精度、高刚性,是个重资产、高投入、慢回报的产业80-90年代以来,在新兴产业如航空航天、机器人和医疗器械等发展的需求下,需要结构简单紧凑、传递功率大、噪声低、传动平稳的高性能精密减速器,其中RV减速器和谐波减速器是精密减速器中重要的两种减速器目前全球机器人行业75%的精密减速机被日本的Nabtesco和Harmonic Drive两家垄断(业界俗称RV减速机和谐波减速机),包括ABB、FANUC、KUKA等国际主流机器人厂商都未自行研发减速器,而是由上述两家公司提供。其中Harmonic Drive在工业机器人关节领域拥有15%的市场占有率。

据高工产研机器人研究所数据显示,2017年中国工业机器人减速器出货量排名TOP10品牌分别是: 纳博特斯克(日本)、住友(日本)、南通振康、SPINEA(斯洛伐克)、秦川机床、力克精密、罗西(意大利)、双环传动、中大力德以及赛劲(韩国)。

目前,国内RV减速器的主要厂商包括南通振康、秦川机床、上海机电、力克精密、双环传动、中大力德等;谐波减速器的主要产商包括苏州绿的、来福谐波、北京谐波、大族精密、中技克美等。其中,南通振康、上海机电、力克精密、双环传动、中大力德、苏州绿的、来福谐波等国内减速器产商开始或已经进入规模化量产阶段。(广证恒生:赵巧敏)

中国主要减速器生产中心

国产减速器部分企业名单(排名不分前后)

工业机器人伺服系统主要玩家

伺服马达是工业机器人的动力系统,一般安装于机器人的「关节」处,是机器人运动的心脏,通常又可细分为两个部分:

一为马达本体,

二为运动控制系统。 

主流供应商包括日本松下、摩川、安川、三菱、三洋、富士以及欧美厂商如德国伦茨(Lenze)、博世力士乐(Bosch Rexroth)。目前,光是日系品牌即佔全球机器人市场40%市佔率。在台湾,伺服马达品牌如东元、台达电亦有不错表现。

国产伺服电机主要厂家

工业机器人控制器主要玩家

控制器为机器人之「大脑」,包含硬体及软体两部分。硬体是工业控制板卡,软体则是控制演算法。一般较成熟的机器人厂商多半自行开发控制器,以保证品质的稳定性及产品的维修体系,因此也是各机器人製造商的核心技术所在。 除了全球四大机器人大厂自行研发控制器外,EPSON、DENSO、TOSHIBA亦深耕控制器领域,生产自有品牌的机器人。而在台湾,诸如工研院、研华宝元、新汉等厂商,近几年在全球控制器市场也有不错的成绩。相较而言,控制器国内外差距最小。

国产控制器主要厂家

工业机器人本体主要玩家

工业机器人涉及的主要核心技术

1、机器人操作机结构:通过有限元分析、模态分析及仿真设计等现代设计方法的运用,实现机器人操作机构的优化设计。探索新的高强度轻质材料,进一步提高负载/自重比。开放式,模块化控制系统的设计。

2、机器人传感技术:激光传感器,视觉传感器和力传感器在机器人身上的应用。

3、网络通信功能:比如日本YASKAWA和德国KUKA公司的最新机器人控制器已实现了与Canbus、Profibus总线及一些网络的联接,使机器人由过去的独立应用向网络化应用迈进了一大步,也使机器人由过去的专用设备向标准化设备发展。

4、机器人遥控和监控技术:比如在核辐射、深水、有毒等高危险环境中进行焊接或其它作业,需要有遥控的机器人代替人去工作。

5、机器人性能价格比

6、多智能体调控技术

工业机器人传感器主要玩家

工业机器人系统集成与传感器

工业机器人外部传感器的作用是为了检测作业对象及环境或机器人与它们的关系,工业机器人安装触觉、视觉、力觉、接近觉等传感器,能大大改善工业机器人的工作状况,使其能够更充分地完成复杂的工作。

更多信息,欢迎专业人士留言补充。


整理:生意汇商学院

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