機器人在3C行業(yè)應(yīng)用廣泛。生產(chǎn)線的各個環(huán)節(jié)都可以用到。當前，我國3C行業(yè)機器人有望出現(xiàn)爆發(fā)式增長，而能否把握這次發(fā)展機遇取決于各機器人廠商能否掌握機器人生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)。

3C產(chǎn)業(yè)驅(qū)動國產(chǎn)機器人爆發(fā)把握關(guān)鍵技術(shù)很重要

機器人本體的核心零部件包括伺服、減速器和控制器。以六軸關(guān)節(jié)型機器人為例，每臺機器人標配六臺伺服，六臺減速器和一個控制器。電機與減速器在機器人內(nèi)部，控制器也就是控制柜，通過電纜與機器人本體相連。

零部件：核心在于控制

機器人本體的核心零部件包括伺服、減速器和控制器。以六軸關(guān)節(jié)型機器人為例，每臺機器人標配六臺伺服，六臺減速器和一個控制器。電機與減速器在機器人內(nèi)部，控制器也就是控制柜，通過電纜與機器人本體相連。

機器人的控制過程是由控制器發(fā)指令給伺服驅(qū)動，驅(qū)動伺服電機旋轉(zhuǎn)，通過減速機執(zhí)行動作。其中，技術(shù)門檻最高的是減速機，其次是伺服電機和驅(qū)動，再次是控制器。但這里說的門檻是指功能性的門檻，也就是做出來的門檻。

三大核心零部件的減速器、伺服和控制柜成本分別占機器人成本的30%～50%，20%～30%，10%～20%。

(1)減速器

減速器工作原理，是把電機的轉(zhuǎn)速降低，從而得到大的轉(zhuǎn)矩?？梢缘韧谄囋谏掀聲r需要減速的道理。

減速器成本，平均占機器人本體成本的30%。由于減速器供應(yīng)商較少，近乎壟斷，故國內(nèi)機器人本體的減速機采購價格更高，減速機占本體比例可達40%～50%。

減速器分為諧波減速器和RV減速器。

諧波減速器用于小型機器人或大型機器人末端幾個軸，特點是體積小、重量輕、承載能力大、運動精度高，單級傳動比大。國際上HarmonicDrive公司幾乎壟斷了整個工業(yè)機器人諧波減速器領(lǐng)域，目前全球市場占有率高達80%。國內(nèi)諧波減速器的產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，以綠的發(fā)展最快，已經(jīng)與部分國產(chǎn)機器人甚至外資機器人廠家供貨試用，發(fā)展到今年有望突破三萬臺，在國內(nèi)諧波減速器市場占有率超過50%。

RV減速器適用于在重載機器人。一般應(yīng)用于重載機器人的腿部腰部和肘部三個關(guān)節(jié)。相比諧波減速器，RV減速器具有更高的疲勞強度、剛度和壽命，不像諧波傳動那樣隨著使用時間增長，運動精度會顯著降低，其缺點是重量重，外形尺寸較大。RV減速器的關(guān)鍵在于加工工藝和裝配工藝。

日本的納博特斯克(帝人)在RV減速器市場占有全球60%的市場份額。國內(nèi)廠家南通振康和恒豐泰花費了6～8年時間，目前在RV減速器國內(nèi)品牌中位于前列。

(2)伺服

所謂“伺服”，源于希臘語“奴隸”的意思?！八欧C構(gòu)”就是一個得心應(yīng)手的馴服工具，服從控制信號的要求而動作。在信號來到之前，轉(zhuǎn)子靜止不動；信號來到之后，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動；信號消失，轉(zhuǎn)子能即時自行停轉(zhuǎn)。

機器人用伺服電機要求控制器與伺服之間的總線通訊速度快；伺服的精度高；另外對基礎(chǔ)材料有加工要求。特別是像機器人末端執(zhí)行器(手爪)應(yīng)采用體積、質(zhì)量盡可能小的電機，尤其是要求快速響應(yīng)時，伺服電動機必須具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，能經(jīng)受得起苛刻的運行條件，可進行十分頻繁的正反向和加減速運行，并能在短時間內(nèi)承受過載。

伺服中主要的三大零部件為：馬達、驅(qū)動器、編碼器。目前國內(nèi)在馬達和驅(qū)動器制造方面都有所突破，而編碼器的生產(chǎn)制造水平與國際水平還有差距。伺服有可能實現(xiàn)國產(chǎn)化替代的零部件。

(3)控制器

機器人控制系統(tǒng)是機器人的重要組成部分，用于對機器人進行控制，以完成特定的工作任務(wù)。它是機器人大腦，它以算法為核心。其主要基本功能如下：

位置伺服——機器人多軸聯(lián)動、運動控制、速度和加速度控制、動態(tài)補償?shù)取?/p>

示教——所謂示教，就是當用機器人代替人進行作業(yè)時，必須預(yù)先對機器人發(fā)出指示，規(guī)定機器人應(yīng)該完成的動作和作業(yè)的具體內(nèi)容。這個過程就稱為對機器人的示教或?qū)C器人的編程。

各種接口——如與外圍設(shè)備聯(lián)系(輸入和輸出接口、通信接口、網(wǎng)絡(luò)接口、同步接口)。人機接口(示教盒、操作面板、顯示屏)。傳感器接口(位置檢測、視覺、觸覺、力覺等)。

坐標設(shè)置——為機器人運動設(shè)置坐標系。

存儲——存儲作業(yè)順序、運動路徑、運動方式、運動速度和與生產(chǎn)工藝有關(guān)的信息。

故障診斷安全保護——運行時系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視、故障狀態(tài)下的安全保護和故障自診斷。

控制器硬件部分占機器人本體成本10%～20%，但軟件部分卻承擔著機器人大腦的職責?？梢哉f，外資機器人使用的硬件零部件類似，采購成本也相似。而不同品牌的機器人精度速度各有優(yōu)勢，究其根本原因是不同品牌的機器人對零部件的駕馭設(shè)計與控制算法的不同。這才是不同品牌的機器人在技術(shù)層面的核心競爭力。

對國產(chǎn)機器人廠家而言，減速器與伺服目前難以突破的核心在于基礎(chǔ)工業(yè)，如材料、熱處理工藝、精加工工藝等。而這些，并不是自動化廠商想要做好就能夠做好的，需要整個基礎(chǔ)工業(yè)和加工水平的提升。而這需要時間與經(jīng)驗的雙重積累。

機器人本體

機器人本體按照機械結(jié)構(gòu)分，可分為直角坐標機器人，SCARA機器人，關(guān)節(jié)型機器人，并聯(lián)機器人及其他。全球工業(yè)機器人市場主要為關(guān)節(jié)型全球工業(yè)機器人。

機器人集成

機器人集成是指在機器人本體上加裝夾具及其他配套系統(tǒng)完成特定功能。機器人本體是標準品，可理解為一只手臂。

系統(tǒng)集成就是給這只手臂安裝上手(夾具)，復雜的系統(tǒng)集成還需要安裝眼睛(視覺控制)、觸覺(力控)等完成相應(yīng)動作及功能。甚至提供工作站或配套生產(chǎn)線。

2013年，機器人與其相關(guān)軟件及系統(tǒng)的全球總交易為290億美元，其中中國交易量為95億美元，為全球最大機器人市場。預(yù)計到2020年中國機器人系統(tǒng)集成市場將達2000億元。

國產(chǎn)品牌在搬運、噴涂等對精度要求不高的領(lǐng)域已經(jīng)有所滲透。焊接應(yīng)用由于外資品牌的強勢地位滲透較慢。而裝配、打磨等則由于對工藝要求較高而滲透較慢。對比國產(chǎn)機器人及外資機器人在不同應(yīng)用中的機器人銷量，可以看到國產(chǎn)機器人在搬運應(yīng)用中的占比奇高。這主要是由于國產(chǎn)機器人以中低端機器人為主，而中低端機器人又以搬運應(yīng)用為主。

機器人下游最終用戶可以按照行業(yè)分為：汽車工業(yè)，一般工業(yè)。一般工業(yè)中又可以分為食品飲料，石化，金屬加工，醫(yī)藥，3C，塑料，白家電等等。按照IFR的統(tǒng)計結(jié)果，汽車及零部件在機器人的銷售中占比最高。其次是電子、金屬、塑料石化等。

當前，我國3C行業(yè)機器人有望出現(xiàn)爆發(fā)式增長。中國是全球最大的3C制造基地，據(jù)統(tǒng)計集中了全球70%的3C產(chǎn)品產(chǎn)能。以手機為例，2000年到2013年，中國手機產(chǎn)量增長了66倍，快速增長的手機行業(yè)一直在推動生產(chǎn)設(shè)備的自動化升級。

機器人在3C行業(yè)應(yīng)用廣泛。生產(chǎn)線的各個環(huán)節(jié)都可以用到，如跟CNC加工中心配合做殼蓋類零部件的上下料，手機、電腦等外殼的噴涂，玻璃基板和顯示屏的搬運，各種精密零部件的裝配等。與汽車產(chǎn)業(yè)主要使用大型六軸串聯(lián)機器人不同，3C行業(yè)使用的機器人偏小型，類型更多樣，直角坐標機器人做點膠、涂膠、錫焊等，小型六軸機器人做分揀、裝配、檢測等，中型機器人配合力覺和視覺做拋光打磨等精加工。