“不跳進(jìn)水里怎么學(xué)游泳”

工業(yè)機(jī)器人有四大關(guān)鍵部件，包括機(jī)器人控制器、伺服驅(qū)動(dòng)、伺服電機(jī)、減速器。其中，減速器是一個(gè)技術(shù)密集、多曲面、高精度的構(gòu)件，在技術(shù)上是最難突破的。這一點(diǎn)讓國(guó)內(nèi)企業(yè)望而卻步。目前，國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的減速器基本依賴進(jìn)口，國(guó)外幾家企業(yè)壟斷了市場(chǎng)，最終造成減速器在工業(yè)機(jī)器人中所占成本達(dá)到30%。在高端工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)品牌無(wú)論在價(jià)格還是性能上都不具備優(yōu)勢(shì)。

在位于廣州開發(fā)區(qū)云埔工業(yè)園的廣州數(shù)控生產(chǎn)大樓里，一臺(tái)型號(hào)為RB165的工業(yè)機(jī)器人正在模擬點(diǎn)焊的動(dòng)作。RB165的減速器、伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)全部是由廣州數(shù)控自主研發(fā)的，它的功率密度和剛性等關(guān)鍵指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到或超過(guò)國(guó)外減速器龍頭廠商的水平，能滿足汽車生產(chǎn)線的精度、剛性要求。

“減速器看起來(lái)很神秘?？墒?，你不跳進(jìn)水里，怎么學(xué)游泳呢?”廣州數(shù)控董事長(zhǎng)何敏佳說(shuō)。

2009年，企業(yè)剛涉足工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域不久，何敏佳就逼著研發(fā)團(tuán)隊(duì)“學(xué)游泳”。廣州數(shù)控成立了兩個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，一支團(tuán)隊(duì)沿著國(guó)外的技術(shù)線路進(jìn)行轉(zhuǎn)化，另外一支團(tuán)隊(duì)則著力將廣州數(shù)控原有的“滾珠絲桿”技術(shù)應(yīng)用在減速器上。研發(fā)進(jìn)行到中段，何敏佳發(fā)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)技術(shù)線路性能更優(yōu)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)小，于是果斷停掉了技術(shù)轉(zhuǎn)化的線路，朝著自主研發(fā)集中攻關(guān)。

好不容易設(shè)計(jì)出自己的減速機(jī)，卻生產(chǎn)不出來(lái)。減速機(jī)的精密性、復(fù)雜的多曲面，是當(dāng)時(shí)中國(guó)的機(jī)床無(wú)法勝任的。研發(fā)團(tuán)隊(duì)提議從國(guó)外進(jìn)口機(jī)床。

進(jìn)口一臺(tái)機(jī)床要花費(fèi)600萬(wàn)元，即便如此，也無(wú)法完全掌握核心技術(shù)。何敏佳堅(jiān)持繼續(xù)研發(fā)，他個(gè)人也參與攻關(guān)生產(chǎn)工藝。廣州數(shù)控從下游廠家那里以每臺(tái)20萬(wàn)元的價(jià)格買進(jìn)幾臺(tái)國(guó)產(chǎn)機(jī)床，憑借原本在數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、機(jī)床技術(shù)方面的技術(shù)積累，對(duì)傳統(tǒng)機(jī)床進(jìn)行全面改造提升。最終，廣州數(shù)控成功研制出能生產(chǎn)減速器的智能機(jī)床，為未來(lái)高端工業(yè)機(jī)器人大規(guī)模生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

2014年，隨著減速器設(shè)計(jì)原理和生產(chǎn)工藝被攻克，廣州數(shù)控終于掌握了工業(yè)機(jī)器人的“最高機(jī)密”。

破譯機(jī)器人“驅(qū)動(dòng)”密碼

多年來(lái)，伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)的技術(shù)主要靠國(guó)外供應(yīng)。

控制器通過(guò)軟件編程給機(jī)器人下指令，比如采取什么動(dòng)作、遵循什么運(yùn)動(dòng)軌跡;伺服驅(qū)動(dòng)主要接收控制器的信號(hào)，把指令信號(hào)轉(zhuǎn)化為電能，傳送到驅(qū)動(dòng)電機(jī)，讓電機(jī)按照控制器的指令采取行動(dòng);伺服電機(jī)是指令的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，讓沉重的機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)起來(lái)。

而目前，廣州數(shù)控是我國(guó)唯一一家掌握工業(yè)機(jī)器人四大核心部件設(shè)計(jì)方案和生產(chǎn)技術(shù)、擁有全部自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的企業(yè)。

廣州數(shù)控辦公室主任蔣米仁說(shuō)，廣州數(shù)控在涉足工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域之前，就已經(jīng)研發(fā)生產(chǎn)了用于數(shù)控機(jī)床的控制器、伺服驅(qū)動(dòng)和伺服電機(jī)。進(jìn)入工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域之后，研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)部分關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行修改。

蔣米仁坦言，伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研發(fā)周期很長(zhǎng)，技術(shù)上還有很大的改進(jìn)空間。從事伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)研究的技術(shù)人員經(jīng)常要到工廠一線了解機(jī)器的實(shí)際運(yùn)作情況，收集用戶反饋的信息。目前研發(fā)的每臺(tái)伺服驅(qū)動(dòng)只能帶動(dòng)1臺(tái)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)備一多，噪音大、散熱也不太好。廣州數(shù)控正在研發(fā)能同時(shí)帶動(dòng)6臺(tái)電機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng)，這樣可以使電機(jī)的體積更小、散熱更快。

95%以上機(jī)器人部件為自主研發(fā)

隨著“機(jī)器代人”浪潮到來(lái)，廣州數(shù)控的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)值正在以每年翻倍的速度遞增，目前廣州數(shù)控的機(jī)器人產(chǎn)品已陸續(xù)銷往東南亞和國(guó)內(nèi)多個(gè)城市，還與珠三角多個(gè)制造業(yè)企業(yè)合作推廣。據(jù)悉，2014年，廣州數(shù)控銷售機(jī)器人500臺(tái)，在所有業(yè)務(wù)中增長(zhǎng)最快，預(yù)計(jì)今年銷售量達(dá)1000臺(tái)。

然而，來(lái)自中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的數(shù)據(jù)顯示，目前瑞士ABB、日本發(fā)那科、日本安川、德國(guó)庫(kù)卡“四大巨頭”占據(jù)了中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)70%以上的市場(chǎng)份額，幾乎壟斷了高端工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。

“過(guò)去，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人由于核心技術(shù)被國(guó)外壟斷，采購(gòu)價(jià)格畸高。”何敏佳說(shuō)，廣州數(shù)控涉足工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)之初，就下決心要突破核心技術(shù)封鎖，目前，核心技術(shù)水平可以與國(guó)際一流水平看齊。

據(jù)了解，廣州數(shù)控對(duì)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)研發(fā)花了長(zhǎng)達(dá)7年的時(shí)間。期間，廣州數(shù)控將每年?duì)I銷收入的10%投入到技術(shù)研發(fā)，2014年的研發(fā)投入達(dá)到了1.4億元。

在研發(fā)機(jī)制上，廣州數(shù)控采取“并行研發(fā)”的模式。即每種產(chǎn)品研發(fā)的項(xiàng)目，公司都會(huì)同時(shí)安排2—3個(gè)研發(fā)室交叉進(jìn)行研究。目前廣州數(shù)控有4個(gè)研發(fā)室、近千名技術(shù)人員專門負(fù)責(zé)工業(yè)機(jī)器人研發(fā)，華南理工、北航、天津大學(xué)等國(guó)內(nèi)重點(diǎn)高校為廣州數(shù)控的機(jī)器人研發(fā)提供了智力支持。廣州數(shù)控內(nèi)部建立了多項(xiàng)激勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)研發(fā)創(chuàng)新。“目前，廣州數(shù)控的工業(yè)機(jī)器人95%以上的部件為自主研發(fā)，具備100%的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。”何敏佳介紹。

廣州數(shù)控的工業(yè)機(jī)器人性價(jià)比高、成本基本可控，受到珠三角制造業(yè)企業(yè)的歡迎。

在志高空調(diào)的智能化工廠里，站在流水線兩旁的不再是忙碌的工人，而是機(jī)器人、機(jī)械臂，它們正為空調(diào)機(jī)外殼噴漆。這些工業(yè)機(jī)器人大多來(lái)自廣州數(shù)控。機(jī)器人的到來(lái)，不僅解決了一些高危、重負(fù)崗位“招工難”的難題，更大大提高了車間生產(chǎn)效率，使得空調(diào)機(jī)身搬運(yùn)的損耗率基本為零。

更多資訊請(qǐng)關(guān)注工業(yè)機(jī)器人頻道