近三年來，以六軸機(jī)器人為主要拉動力的中國多關(guān)節(jié)機(jī)器人市場實現(xiàn)快速發(fā)展，其中輕小負(fù)載機(jī)器人產(chǎn)品，甚至成為了內(nèi)外資工業(yè)機(jī)器人廠商較量的主戰(zhàn)場。

據(jù)研究數(shù)據(jù)顯示，2019年-2021年中國多關(guān)節(jié)機(jī)器人市場銷量分別為10.01萬臺、10.81萬臺、16.98萬臺，分別同比增長-0.99%、7.98%、57.09%。

值得注意的是，2020年中國中大負(fù)載六軸機(jī)器人（＞20kg）產(chǎn)品市場增速由負(fù)轉(zhuǎn)正，并開始逐漸放量。GGII數(shù)據(jù)顯示，2021年中大負(fù)載六軸機(jī)器人的市場增速實現(xiàn)了超60%的增長。

數(shù)據(jù)來源：高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）

伴隨著2020年新能源行業(yè)景氣度提升，食品酒水、糧油、醫(yī)療用品、家電以及工程機(jī)械、船舶、石料、建材等對于搬運(yùn)的需求也在逐年增加，相應(yīng)地對于重負(fù)載機(jī)型的應(yīng)用需求也隨之增多，重負(fù)載六軸產(chǎn)品市場增量潛力巨大。

重負(fù)載機(jī)器人的應(yīng)用能助力客戶進(jìn)一步實現(xiàn)產(chǎn)線自動化，提高了生產(chǎn)效率及產(chǎn)品合格率，同時改善了作業(yè)人員的工作環(huán)境。

在此背景下，重負(fù)載四六軸機(jī)器人成為了國產(chǎn)機(jī)器人本體廠商近兩年爭先布局的“熱門產(chǎn)品”，如埃斯頓、埃夫特、新時達(dá)、廣數(shù)、華數(shù)、配天、卡諾普等國產(chǎn)機(jī)器人本體廠商先后推出了130kg以上的重負(fù)載新品，部分本體廠商針對于當(dāng)下最熱門的鋰電、光伏等行業(yè)推出相關(guān)重負(fù)載機(jī)器人產(chǎn)品。

事實上，國產(chǎn)重負(fù)載機(jī)器人的發(fā)展已有時日，但一直處于較為“不溫不火”的階段，這究竟是為何？在當(dāng)下外資品牌缺貨的情境下，國產(chǎn)重負(fù)載產(chǎn)品能否迎來窗口期？

國產(chǎn)重負(fù)載機(jī)器人的“難”

對于重負(fù)載機(jī)器人產(chǎn)品的負(fù)載范圍界定，業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)不一。

根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)，高工機(jī)器人將200kg負(fù)載以上的機(jī)器人定義為重負(fù)載機(jī)器人，對于該負(fù)載范圍的國產(chǎn)機(jī)器人品牌涉足較少，僅有少數(shù)幾家企業(yè)，如埃斯頓、埃夫特、廣數(shù)、新松等，但與進(jìn)口品牌相比，國產(chǎn)機(jī)器人在重負(fù)載產(chǎn)品布局和研發(fā)技術(shù)上尚存較大缺口。

有業(yè)內(nèi)人士向高工機(jī)器人直言：國內(nèi)在重負(fù)載機(jī)器人的制造上，硬件基本靠進(jìn)口，既沒有技術(shù)優(yōu)勢也沒有價格優(yōu)勢。“國內(nèi)機(jī)器人企業(yè)制造重負(fù)載機(jī)器人目前還無法實現(xiàn)盈利，供應(yīng)鏈成本下不來，再加上重負(fù)載機(jī)器人的應(yīng)用場景集中在汽車制造等領(lǐng)域，目前這些領(lǐng)域的終端用戶對國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的認(rèn)可度并不高。”

相對而言，目前國產(chǎn)重負(fù)載機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域起步較晚，主要集中在汽車及汽車零部件領(lǐng)域，應(yīng)用于在大型工件搬運(yùn)、碼垛、上下料、汽車點焊等場景。

汽車行業(yè)作為工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用范圍最廣、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)最高、應(yīng)用成熟度最高的領(lǐng)域，根據(jù)GGII數(shù)據(jù)顯示，2015年-2021年工業(yè)機(jī)器人在汽車整車及零部件行業(yè)應(yīng)用量始終位居第一。

值得注意的是，汽車行業(yè)機(jī)器人應(yīng)用幾乎是國外品牌的天下，國產(chǎn)機(jī)器人基本找不到“舞臺”。

在市場層面，這也是近年國產(chǎn)機(jī)器人廠家在重負(fù)載機(jī)器人投入力度不大的原因之一。埃夫特總經(jīng)理兼總工程師游瑋表示：“汽車行業(yè)和點焊應(yīng)用分別是進(jìn)口工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用較為成熟的行業(yè)和場景之一。國外品牌在汽車行業(yè)已深耕多年，在相關(guān)機(jī)器人產(chǎn)品技術(shù)和應(yīng)用構(gòu)筑了較高的壁壘，同時在成本控制上也較為完善。因此國產(chǎn)品牌要進(jìn)入汽車用機(jī)器人行業(yè)，與進(jìn)口機(jī)器人同臺競技，很難形成性能和功能上的差異化。”

另一方面，進(jìn)口品牌機(jī)器人公司由于采購量大，且與包括上游供應(yīng)鏈已經(jīng)形成了多年合作關(guān)系，其采購成本相對較低。如果國產(chǎn)機(jī)器人在包括重載精密減速機(jī)在內(nèi)的核心部件還需要大量進(jìn)口，由于采購量也偏小，要形成本優(yōu)勢的難度非常大。

廣數(shù)機(jī)器人事業(yè)部總經(jīng)理宋健坦言，無論從精度、全面性還是銷量上與國外的機(jī)器人進(jìn)行對比，國產(chǎn)的機(jī)器人仍有一定差距。“人家做了幾十年的產(chǎn)品，我們想用短短的幾年、十幾年趕超還是難度很大，特別是像機(jī)器人這樣技術(shù)綜合難度很高的產(chǎn)品。但這也反映了我們要做的工作還有很多。”

在機(jī)器人產(chǎn)品技術(shù)層面，由于重負(fù)載機(jī)器人負(fù)載大，自重重，對于研發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計、控制，以及相應(yīng)核心零部件都提出了新挑戰(zhàn)。

具體來看，重負(fù)載機(jī)器人對有效負(fù)載、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、安全余量有更高的要求，同時大負(fù)載意味著機(jī)械結(jié)構(gòu)也相應(yīng)增大，對應(yīng)的鑄件加工、模具、生產(chǎn)設(shè)備投入等成本也相應(yīng)增加；整機(jī)的零部件、結(jié)構(gòu)的合理化選擇都需要理論計算、模擬仿真、實驗論證，才能保障機(jī)器人10年壽命和產(chǎn)品的競爭力，對于本體廠商的研發(fā)、設(shè)計的體系都有更高要求。

此外，重負(fù)載機(jī)器人在安全控制、精度等方面還有很多技術(shù)難題亟待國產(chǎn)機(jī)器人品牌解決。具體來看，由于機(jī)器人負(fù)載變重，其慣量隨之增大，要達(dá)到一定的精度、對運(yùn)動性能和安全控制能力有著較高的要求，且運(yùn)行學(xué)、動力學(xué)模型的準(zhǔn)確性以及標(biāo)定、補(bǔ)償、精度補(bǔ)償是必備要求。

同時，在重負(fù)載機(jī)器人空載、滿載兩種情況下，當(dāng)末端負(fù)載變化過大時，對動力學(xué)在軌跡規(guī)劃、伺服控制、精度補(bǔ)償上的實時應(yīng)用也提出了高要求。

當(dāng)機(jī)器人在低速區(qū)，靜摩擦、動摩擦轉(zhuǎn)矩切換的時候，輸入軸在勻速轉(zhuǎn)動，輸出軸可能呈現(xiàn)出一快一慢的跳躍式運(yùn)動，而且負(fù)載越重，正壓力、摩擦力都會增大，“爬行”現(xiàn)象還會表現(xiàn)得更明顯。因此在高速運(yùn)行下要求機(jī)器人具備振動抑制的能力，對于產(chǎn)品性能和穩(wěn)定性提出更高要求。

在核心零部件方面，重負(fù)載機(jī)器人對于關(guān)鍵零部件專用性，以及性能需求也相對應(yīng)有更高的要求，從而導(dǎo)致零件成本方面會大大提升，重負(fù)載機(jī)器人需采用的大型RV減速機(jī)和更大功率的電機(jī)等，國產(chǎn)品牌的供應(yīng)鏈也同樣面臨核心技術(shù)難題。

整體來看，國產(chǎn)機(jī)器人廠商在重負(fù)載機(jī)器人的產(chǎn)品研發(fā)和布局之路，任重而道遠(yuǎn)。

因此，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上下需要協(xié)同攻關(guān)，上游核心零部件在性能和穩(wěn)定性方面進(jìn)行提升；中游整機(jī)必須對著下游行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，完善功能，提升整機(jī)性能和可靠性；下游集成商和終端應(yīng)用要對國產(chǎn)機(jī)器人進(jìn)一步接納和支持，并給于批量試用的機(jī)會。

國產(chǎn)重負(fù)載機(jī)器人的窗口期來了？

自2020年以來，受疫情持續(xù)影響，全球范圍內(nèi)各種原材料、大宗商品價格不斷上漲，物流成本不斷攀升，特別是芯片類電子元器件采購價格瘋漲，交期無限期延長。

另一方面，汽車工業(yè)正在逐漸復(fù)蘇，對于重負(fù)載機(jī)器人的用量需求也相應(yīng)增多。中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2021年全年，國內(nèi)汽車銷量2627.5萬輛，同比增長3.8%，結(jié)束了自2018年以來連續(xù)三年的下滑態(tài)勢。

其中，新能源汽車領(lǐng)域漲勢喜人。根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2021年，新能源汽車、工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量分別增長145.6%、44.9%。

在上游供應(yīng)失衡，下游需求旺盛的大環(huán)境下，部分企業(yè)認(rèn)為，當(dāng)前國外機(jī)器人企業(yè)在供應(yīng)鏈方面存在小缺口而導(dǎo)致交期被拉長，加上國產(chǎn)汽車主機(jī)廠也在尋求供應(yīng)鏈的安全，有導(dǎo)入國產(chǎn)機(jī)器人品牌的訴求，所以在當(dāng)下這個時間節(jié)點可能會接納國產(chǎn)機(jī)器人，國產(chǎn)機(jī)器人迎來短暫窗口期。

就目前外資品牌的機(jī)器人供貨情況，四大家族的訂單基本都排到今年十月份之后。而某集成商表示，庫卡品牌的產(chǎn)品現(xiàn)在都沒貨，基本上貨期在30周以上。

在下游行業(yè)來看，受益于電子、新能源汽車、光伏、金屬機(jī)械等下游需求結(jié)構(gòu)性分化的拉動，我國工業(yè)機(jī)器人的下游應(yīng)用滲透率持續(xù)提升，機(jī)器人企業(yè)銷量實現(xiàn)快速增長。

據(jù)GGII數(shù)據(jù)顯示，2021年中國工業(yè)機(jī)器人整體銷量26.13萬臺，同比增長53.92%，呈爆發(fā)式增長趨勢。

今年4月29日，小米汽車公開招標(biāo)整車焊裝線體供應(yīng)商。本項目標(biāo)段劃分為地板包、側(cè)圍包、門蓋包、總拼包、補(bǔ)焊包、裝調(diào)包、機(jī)運(yùn)包七個標(biāo)段。

5月7日，國軒高科發(fā)布新建產(chǎn)線設(shè)備關(guān)鍵零部件（一）集中采購招標(biāo)公告，其中，四軸機(jī)器人的載荷要求在20kg-100kg，需要160臺；六軸機(jī)器人的載荷要求在120kg-600kg，需要420臺。對于210kg的重負(fù)載六軸機(jī)器人需求量最大，為250臺。

“只要符合要求，便可參與競標(biāo)”，伴隨著下游企業(yè)公開招標(biāo)信息的披露，也釋放出了利好的信號：下游行業(yè)對于機(jī)器人用量的增加，外資品牌貨期延長的缺口逐漸放大，國產(chǎn)機(jī)器人的機(jī)會點來臨，可以預(yù)見的是，隨著國產(chǎn)機(jī)器人技術(shù)的逐漸成熟穩(wěn)定，國產(chǎn)機(jī)器人的應(yīng)用范圍會越來越廣。