當前，我國製造業正迎來高端製造的關鍵轉型期，工業機器人對中國製造業轉型升級、推動其他產業高速發展有著重要意義。

工業機器人產業鏈分為上中下遊
，上遊是機器人核心零部件，如減速器、伺服係統、控製器，技術壁壘較高，在機器人的成本中占比最大，約為65%～75%
； 中遊是機器人本體製造

，是機器人的支撐基礎和執行機構

，屬於重資產環節； 下遊是機器人應用環節，主要是係統集成商根據機器人不同應用場景進行係統集成和軟件二次開發，雖然收益率較高， 但是技術含量較低
，競爭激烈。

機器人三大核心零部件中， 減速器係統占比約為30%～40%，伺服係統約為20%～30%，控製器係統約為10%～15%。hexinlingbujianyizhishixianzhijiqirenchanyefazhandezhigu，congmuqiandeqingkuanglaikan，guochanqiyekaishixianggailingyujinjun
，jinxienianlaidanshengleyipizhenzhengyongyouzizhuchanyedeqiye。

一、減速機

減速機安裝在機器人的關節，用來精確控製機器人動作
，傳輸更大的力矩。減速機主要分為RV減速機和諧波減速機。RVjiansujizhuyaoyingyongyufuzaijiaodadeguanjieshang，xiebojiansujizhuyaopeizhiyufuzaijiaodideguanjie。yitaigongyejiqirenyibanhuipeizhiduogejiansuqi。jiansuqizaigongyejiqirensandalingbujianzhongjishunanduzuida，xingyegaodulongduan。

RV減速器需要承受大負載且需保證高精度，因此其技術難點主要集中在工業和裝配方麵：一是精密加工及裝配技術。RV減速器的減速比較高
，對特殊部件和緊密裝配技術有很高要求。二是材料成型技術。RV減速齒輪需具有耐磨性和高剛性，對於材料化學元素控製、表麵熱處理方麵難度較大。

諧波減速器主要由波發生器
、柔輪、剛輪組成。工作原理在於依靠波發生器使柔輪產生可控彈性變形，而柔輪比鋼輪少N個齒輪位。因此，當波發生器轉一圈
，柔輪移動N個ge齒chi輪lun位wei，產chan生sheng所suo謂wei的de錯cuo齒chi運yun動dong
，從cong而er實shi現xian了le主zhu動dong波bo發fa生sheng器qi與yu柔rou輪lun的de運yun動dong傳chuan遞di。諧xie波bo減jian速su器qi是shi通tong過guo柔rou輪lun的de彈dan性xing變bian形xing來lai實shi現xian傳chuan動dong，其qi優you勢shi是shi傳chuan動dong比bi大da
、零部件數目少；其缺點是彈性變形回差大
，這就不可避免地會影響機器人的動態特性抗衝擊能力等。

目前減速器的主要供應商是日本的納博（Nabtesco） 和哈默納科（HarmonicDrive），占全球市場75%市場份額。日本納博具備全係列產品，應用廣泛。ABB
、發那科（Fanuc）、庫卡（kuka）、安川等國際主流機器人廠商的減速器均由納博和哈默納科提供。

諧xie波bo減jian速su器qi對dui技ji術shu要yao求qiu較jiao低di，我wo國guo蘇su州zhou綠lv的de和he中zhong技ji克ke美mei已yi經jing實shi現xian量liang產chan且qie應ying用yong於yu國guo產chan機ji器qi人ren，國guo產chan諧xie波bo減jian速su器qi減jian速su比bi範fan圍wei與yu日ri本ben哈ha默mo納na科ke相xiang當dang，但dan在zai輸shu出chu扭niu矩ju、平均壽命上仍與國外產品有一定差距。RV減速器要求精度較高
，要求承載的負載較大。目前我國南通振康、中大力德、雙環傳動已實現量產，與國外RV減速器輸出扭矩範圍相當
，但傳動精度、扭轉剛度方麵不足，工藝水平仍與國外產品有差距。

二

、 伺服電機

工業機器人伺服係統由伺服電機、伺服驅動器、伺服編碼器組成，主要用於驅動機器人的關節，工業機器人的每個關節都需要一個伺服電機，用來控製速度與轉矩控製以及進行精確、快速、穩定的位置控製。

伺服驅動器是通過速度環、位置環
、電流環分別對伺服電機的轉速
、位置
、轉矩進行相應控製，實現高精度的傳動係統定位。伺服編碼器是安裝在伺服電機末端用來測量轉角及轉速的一種傳感器， 目(mu)前(qian)自(zi)控(kong)領(ling)域(yu)常(chang)用(yong)的(de)是(shi)光(guang)電(dian)編(bian)碼(ma)器(qi)和(he)磁(ci)電(dian)編(bian)碼(ma)器(qi)。作(zuo)為(wei)伺(si)服(fu)係(xi)統(tong)的(de)信(xin)號(hao)反(fan)饋(kui)裝(zhuang)置(zhi)
，編(bian)碼(ma)器(qi)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)決(jue)定(ding)了(le)伺(si)服(fu)係(xi)統(tong)的(de)精(jing)度(du)。伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)作(zuo)為(wei)執(zhi)行(xing)元(yuan)件(jian)
，作(zuo)用(yong)是(shi)將(jiang)伺(si)服(fu)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)轉(zhuan)化(hua)為(wei)電(dian)機(ji)轉(zhuan)動(dong)的(de)角(jiao)位(wei)移(yi)和(he)角(jiao)速(su)度(du)，主(zhu)要(yao)由(you)定(ding)子(zi)和(he)轉(zhuan)子(zi)構(gou)成(cheng)，定(ding)子(zi)上(shang)有(you)兩(liang)個(ge)繞(rao)組(zu)，勵(li)磁(ci)繞(rao)組(zu)和(he)控(kong)製(zhi)繞(rao)組(zu)。其(qi)內(nei)部(bu)的(de)轉(zhuan)子(zi)是(shi)永(yong)磁(ci)鐵(tie)或(huo)感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)，轉(zhuan)子(zi)在(zai)由(you)勵(li)磁(ci)繞(rao)組(zu)產(chan)生(sheng)的(de)旋(xuan)轉(zhuan)磁(ci)場(chang)作(zuo)用(yong)下(xia)轉(zhuan)動(dong)。

伺服電機廣泛用於各類高端機械設備，用於機器人的伺服電機僅占行業9%。因此很多機器人伺服電機生產廠商多是原先提供其他領域的伺服電機廠商。但由於機器人特殊性，對伺服電機的快速響應性、高啟動轉矩

、調速範圍寬要求更高
， 並且為了適應機器人還要更輕量化。

目前， 日係和歐美占據伺服電機80%市場份額，我國自主品牌近些年來開始逐漸代替進口，如彙川技術和埃斯頓。

三、 控製器

控製器主要負責發布和傳遞動作指令，控製工業機器人在工作空間中的運動位置、姿態和軌跡

，操作順序及動作時間等。

控製器分為硬件結構和軟件結構。硬件方麵，目前市場已經研發了基於多CPU的分級分層控製係統。以典型的DSP控製器為例
，該控製器采用模塊化結構
，以工業PC作為係統的硬件平台， 通過DSP控製卡實現對機器人多個自由度的操控，提高了機器人控製器的運動控製性能。

軟件方麵，又分為上位機PC部分和下位機運動控製部分。其中，上位機模塊主要功能是對係統的可調參數進行設置，對機器人的正
、逆運動學建模求解
， 並把運動控製卡與控製程序在邏輯上連接起來。下位機模塊由主控程序
、運動程序和通訊程序構成，實現高速伺服插補運算、伺服運動控製。

由於控製器要求算法和機器人本體相匹配，因此國際較大型機器人本體廠商都自己生產控製器，工業機器人“四大家族”所suo生sheng產chan控kong製zhi器qi的de市shi場chang占zhan有you率lv與yu本ben體ti行xing業ye相xiang似si，而er國guo內nei本ben體ti廠chang商shang大da多duo還hai不bu具ju備bei自zi己ji生sheng產chan研yan發fa控kong製zhi器qi的de能neng力li，大da多duo采cai用yong外wai部bu采cai購gou控kong製zhi器qi的de方fang式shi。