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工業機器人三大核心零配件

工業4.0帶動了工業機器人市場的快速擴張，連續多年保持兩位數的增長。據了解，工業機器人除了本體以外，主要有三大核心零配件，控制器、伺服系統、減速器，它們占到工業機器人成本的70%左右。那么在未來幾年里，這三大核心零部件的市場規模到底有多大呢？

控制器是機器人的大腦，發布和傳遞動作指令。包括硬件和軟件兩部分：硬件就是工業控制板卡，包括一些主控單元、信號處理部分等電路，國產品牌已經掌握；軟件部分主要是控制算法、二次開發等，國產品牌在穩定性、響應速度、易用性等方面與國外品牌還有差距。

控制器與本體一樣，一般由機器人廠家自主設計研發。目前國外主流機器人廠商的控制器均為在通用的多軸運動控制器平臺基礎上進行自主研發，各品牌機器人均有自己的控制系統與之匹配，國內企業控制器尚未形成市場競爭優勢。

2015年中國控制器市場規模達23.1億元，同比增長18%，其中工業機器人控制器占比15%，約3.5億元。未來控制器的機會在于標準化和開放性。現有的工業機器人控制器封閉構造，帶來開放性差、軟件獨立性差、容錯性差、擴展性差、缺乏網絡功能等缺點，已不能適應智能化和柔性化要求。開發標準化、開放化控制器是工業機器人控制器的一個發展方向，存在巨大發展空間。到2020年我國工業機器人控制器市場規模有望達到12億元左右，未來五年復合增速約為27%。

伺服系統是工業自動化的重要組成部分，是自動化行業中實現精確定位、精準運動的必要途徑，在機床工具、紡織機械、印刷機械和包裝機械等領域得到廣泛應用。隨著近幾年工業機器人、電子制造設備等產業的迅速擴張，其在新興產業的應用規模出現增長迅速。伺服系統下游應用廣泛，2015年市場規模達到122億元，其中工業機器人占比8.7%，市場規模約為10.6億元。

機器人的關節驅動離不開伺服系統。關節越多，機器人的柔性和精準度越高，所需要使用的伺服電機數量就越多。機器人對伺服系統的要求非常高，必須滿足快速響應、高起動轉矩、動轉矩慣量比大、調速范圍寬，要適應機器人的形體做到體積小、重量輕，還必須經受頻繁的正反向和加減速運行等苛刻的條件，做到高可靠性和穩定性。

工業機器人市場的快速增長將帶動伺服系統市場規模不斷上升。隨著人口紅利的消退，廣闊的市場空間以及現階段相對較低的工業機器人密度，中國工業機器人市場迎來黃金發展期。全球主要市場的工業機器人銷量都在增長，其中半數源自亞洲，中國表現尤為突出，2015年工業機器人銷量高達7.5萬臺，增長率為31.5%。

2014年我國工業機器人用伺服系統市場規模約為7.56億元，2015年工業機器人用伺服系統市場規模約為10.6億元。到2020年我國工業機器人用伺服系統市場規模將達47億元左右，未來五年復合增長率約為35%。

值得注意的是，日系品牌占據了我國伺服系統市場一半的份額。目前，國外伺服企業在中國的市場占有率達75%，其中日本品牌占比為50%，著名品牌包括松下、三菱電機、安川、三洋、富士等，它們的產品特點是技術和性能水平比較符合中國用戶的需求；歐美品牌占比25%，美國以羅克韋爾、丹納赫、帕光等聞名，而德國則擁有西門子、倫茨、博世力士樂、施耐德等品牌。國產品牌占據了20%左右的市場，其中內地品牌和臺灣品牌分別占據10%的市場。不過隨著國產伺服系統性能的提升，國產伺服產品份額有望擴大。

減速器是連接動力源和執行機構之間的中間裝置，通常它把電動機、內燃機等高速運轉的動力通過輸入軸上的小齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的，并傳遞更大的轉矩。大量應用在工業機器人上的減速器主要有兩類：RV減速器和諧波減速器。

近年來，隨著我國工業機器人應用市場的快速發展，工業機器人用減速器市場需求規模也隨之增長。一般情況下，一臺工業機器人需要的減速器個數為4-6臺。2015年我國工業機器人減速器市場規模約為11.5億元，隨著未來工業機器人的發展，中投顧問產業研究中心預測到2020年我國工業機器人減速器市場規模將超過40億元，未來五年復合增長率約為30%。

盡管中國工業機器人減速器需求強勁，但是國內減速器的生產能力卻遠遠落后于日本、美國和歐洲。中國目前還沒有制造商能夠提供量產的可靠的工業機器人減速器，整個市場幾乎被Nabtesco（納博特斯克），Harmonic Drive以及Sumitomo Heavy Industries（住友重工）等國際巨頭壟斷。Nabtesco（納博特斯克）是世界上最大的RV減速器供應商，占據60%左右的市場份額。而Harmonic Drive則是世界最大的諧波減速器生產商，市場份額為16%。

從產業化的角度來看，我國工業機器人減速器至今還沒有產業化，國外廠家包括納博特斯克、住友、SEJINIGB、SPINEA、Harmonica Drive等在競爭中具有壟斷性優勢，減速器是我國工業機器人產業化的關鍵。

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