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掌握機器人「心臟」 利茗機械國產(chǎn)減速機出頭天
時間:2021/10/18 16:17:40來源:http://www.li-ming.com/

工業(yè)機器人有三大關(guān)鍵零組件,分別是伺服馬達(dá)、控制器與減速機。在工業(yè)4.0的浪潮中,機器人被視為最關(guān)鍵的自動化設(shè)備,但其關(guān)鍵零組件之一的減速機,過去因掌握在歐、日少數(shù)廠商手中,導(dǎo)致機器人成本居高不下,也成為機器人普及的最大障礙。從字面上來看,減速機顧名思義是把工業(yè)機器人伺服馬達(dá)輸出的高轉(zhuǎn)速降低,不過更詳細(xì)的說,除了改變馬達(dá)轉(zhuǎn)速,減速機      也會改變伺服馬達(dá)的出力、運動方向、可控精度等。減速機對於工業(yè)機器人的效能影響甚大,特別是它能放大扭矩,讓機器手臂在空間大小有限的情況下,將馬達(dá)出力的扭矩增倍。

因為機器手臂的蓬勃發(fā)展,讓這項關(guān)鍵零組件,變得格外重要,更在機器人產(chǎn)業(yè)鏈中,扮演非常關(guān)鍵的角色。減速機是發(fā)展智慧製造的必備品,可說是機器人的心臟。而除了影響機器人的效能,減速機之所以如此重要的原因,還包括成本。

拆開工業(yè)機器人的成本結(jié)構(gòu)來看,減速機約佔35%,應(yīng)用最廣的多關(guān)節(jié)機器人,每個關(guān)節(jié)都需要減速機。但目前全球75%的精密減速機都掌握在日本兩家大廠手中,當(dāng)這項技術(shù)受制於他人,除了造成機器手臂價格居高不下難以普及,長期也會阻礙掌握機器人或自動化設(shè)備商機的競爭力。

在利茗機械的大廳裡擺放著一隻機器手臂,拿杯子、遞咖啡,動作一氣喝成,但其實這隻機器手臂是利茗自己做的,不過令人好奇的是,利茗的本業(yè)是減速機製造商,怎麼會生產(chǎn)機器手臂?林育興解釋,其實利茗無意跨入機器手臂市場,不與客戶競爭,但做出機器手臂「純屬意外」。

原來當(dāng)初是想向客戶驗證自家減速機產(chǎn)品,利茗乾脆自己設(shè)計、組裝,用機器手臂當(dāng)作Demo,但意外發(fā)現(xiàn)頗堪用,就連利茗也把原先工廠中使用的日糸品牌機器手臂,換成自家的。林育興透露,整個機器手臂的成本甚至因此減少一半。

現(xiàn)在利茗不只做機器手臂的關(guān)鍵零組件,還順便將其做成套件,提供給客戶或欲跨入機器手臂市場的開發(fā)者使用,客戶可以參考利茗的方案,或買回去自己重新設(shè)計,就像樂高積木一樣,自由發(fā)揮。而若想掌握未來機器人或自動化設(shè)備商機,技術(shù)自主及國產(chǎn)化便能凸顯出重要性。

事實上,利茗機械投入減速機製造超過50年,從過去專注於傳統(tǒng)傳動減速機,近5年則是投入高附加價值的精密諧波減速機和RV減速機。像是機器手臂最常見的諧波減速機,是一種靠波產(chǎn)生器,使柔性齒輪產(chǎn)生可控彈性變形,並與剛性齒輪相齧合來傳遞力量的減速結(jié)構(gòu)。

長期來看市場對機器手臂的需求有增無減,利茗已成功打進(jìn)全球機器手臂大廠供應(yīng)鏈


林育興直言,精密減速機是近十年因機器人受到重視後,需求量才開始往上衝,吸引越來越多人投入市場。也因為如此,目前在諧波減速機市場的布局,不論是技術(shù)、品質(zhì)或是生產(chǎn)供貨能力,都遠(yuǎn)不及五十多年前就投入發(fā)展的日本廠商。早期因?qū)@麊栴},日廠掌握精密減速機市場半邊天,全球精密減速機幾乎都掌握在2家日本廠商納博特斯克(Nabtesco)及哈默納科(Harmonic Drive)手中,即便是全球四大機器人家族也要仰賴外購。


雖然後期專利到期,各國看準(zhǔn)工業(yè)機器人熱潮而投入研發(fā),但這條路卻不是這麼好走。主因精密減速機是一個高技術(shù)門檻、     高資本、慢回收的產(chǎn)業(yè),一個減速機裡面完全是由高精度的元件、齒輪相互嚙合,對材料科學(xué)、精密加工裝備、加工精度、    組裝技術(shù)、高精度檢測技術(shù)等都有相當(dāng)高的要求。雖然利茗投入精密減速機的時間並不長,但因過去深耕減速機半世紀(jì),   透過不斷累積的生產(chǎn)研發(fā)實力,在精密減速機市場,才得以慢慢開花,成為少數(shù)有能力量產(chǎn)的製造廠。

林育興認(rèn)為,在資源有限之下,不和其它廠商搶紅海市場,減速機產(chǎn)業(yè)朝向客製化發(fā)展,應(yīng)有相當(dāng)大的機會。他指出,臺灣在全球齒輪代工的實力相當(dāng)好,重要的是性價比非常高,很多大廠因為量不夠大,不願意做非標(biāo)準(zhǔn)品的減速機,而沒人願意做的市場,反而是機會。

舉例來說,有些特殊需求的機器手臂如清下水道機器人、拋光機器人或晶圓搬運機器人,不求花俏、靈活的動作,只要穩(wěn)定、快速,因此會儘量減少關(guān)節(jié)數(shù)以降低成本。由於標(biāo)規(guī)品不符使用,透過技術(shù)自主,利茗就可以根據(jù)客戶需求,配合電機與機構(gòu)大小客製化關(guān)節(jié)模組,在客戶對體積、成本的特殊要求下,開發(fā)客製化機種,這對不論是客戶或利茗來說,亦能在全球智慧製造市場中發(fā)揮關(guān)鍵競爭力。包括全球知名E-Bike到蘋果供應(yīng)鏈的設(shè)備,裡頭所採用的減速機,就是利茗客製化機種,而目前客製化也已佔利茗業(yè)務(wù)達(dá)40%

疫情之下,各行各業(yè)難免遭受衝擊,但製造業(yè)卻開出紅盤,也帶動機器人、自動化設(shè)備需求看漲。林育興指出,疫情創(chuàng)造許多商機,包括口罩機、自動核酸檢測機,以及爆量的網(wǎng)購需求,導(dǎo)致自動無人搬運車需求增溫等,讓身處上游零組件供應(yīng)的利茗訂單滿手。

而這或許只是開端,他也看好,未來機器人或自動化設(shè)備商機有增無減,特別是無人搬運車成為繼機器人之後的另一個顯學(xué),  利茗獲全球多家AGV大廠訂單,甚至已超過工業(yè)機器人,林育興直言:「至少未來十年,這個趨勢不會改變。」

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