“不跳進水里怎么學游泳”
工業(yè)機器人有四大關(guān)鍵部件，包括機器人控制器、伺服驅(qū)動、伺服電機、減速器。其中，減速器是一個技術(shù)密集、多曲面、高精度的構(gòu)件，在技術(shù)上是最難突破的。這一點讓國內(nèi)企業(yè)望而卻步。目前，國產(chǎn)工業(yè)機器人的減速器基本依賴進口，國外幾家企業(yè)壟斷了市場，最終造成減速器在工業(yè)機器人中所占成本達到30%。在高端工業(yè)機器人領(lǐng)域，國產(chǎn)品牌無論在價格還是性能上都不具備優(yōu)勢。
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，一臺型號為RB165的工業(yè)機器人正在模擬點焊的動作。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)鍵指標已經(jīng)達到或超過國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。
“減速器看起來很神秘�？墒�，你不跳進水里，怎么學游泳呢?”廣州數(shù)控董事長何敏佳說。
2009年，企業(yè)剛涉足工業(yè)機器人領(lǐng)域不久，何敏佳就逼著研發(fā)團隊“學游泳”。廣州數(shù)控成立了兩個研發(fā)團隊，一支團隊沿著國外的技術(shù)線路進行轉(zhuǎn)化，另外一支團隊則著力將廣州數(shù)控原有的“滾珠絲桿”技術(shù)應(yīng)用在減速器上。研發(fā)進行到中段，何敏佳發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)技術(shù)線路性能更優(yōu)、知識產(chǎn)權(quán)風險小，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)計出自己的減速機，卻生產(chǎn)不出來。減速機的精密性、復雜的多曲面，是當時中國的機床無法勝任的。研發(fā)團隊提議從國外進口機床。
進口一臺機床要花費600萬元，即便如此，也無法完全掌握核心技術(shù)。何敏佳堅持繼續(xù)研發(fā)，他個人也參與攻關(guān)生產(chǎn)工藝。廣州數(shù)控從下游廠家那里以每臺20萬元的價格買進幾臺國產(chǎn)機床，憑借原本在數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、機床技術(shù)方面的技術(shù)積累，對傳統(tǒng)機床進行全面改造提升。最終，廣州數(shù)控成功研制出能生產(chǎn)減速器的智能機床，為未來高端工業(yè)機器人大規(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)機器人的“最高機密”。
破譯機器人“驅(qū)動”密碼
多年來，伺服電機及驅(qū)動的技術(shù)主要靠國外供應(yīng)。
控制器通過軟件編程給機器人下指令，比如采取什么動作、遵循什么運動軌跡;伺服驅(qū)動主要接收控制器的信號，把指令信號轉(zhuǎn)化為電能，傳送到驅(qū)動電機，讓電機按照控制器的指令采取行動;伺服電機是指令的執(zhí)行機構(gòu)，通過電機驅(qū)動，讓沉重的機械手臂運動起來。
而目前，廣州數(shù)控是我國唯一一家掌握工業(yè)機器人四大核心部件設(shè)計方案和生產(chǎn)技術(shù)、擁有全部自主知識產(chǎn)權(quán)的企業(yè)。
廣州數(shù)控辦公室主任蔣米仁說，廣州數(shù)控在涉足工業(yè)機器人領(lǐng)域之前，就已經(jīng)研發(fā)生產(chǎn)了用于數(shù)控機床的控制器、伺服驅(qū)動和伺服電機。進入工業(yè)機器人領(lǐng)域之后，研發(fā)團隊對部分關(guān)鍵性技術(shù)進行修改。
蔣米仁坦言，伺服電機及驅(qū)動技術(shù)的研發(fā)周期很長，技術(shù)上還有很大的改進空間。從事伺服電機及驅(qū)動研究的技術(shù)人員經(jīng)常要到工廠一線了解機器的實際運作情況，收集用戶反饋的信息。目前研發(fā)的每臺伺服驅(qū)動只能帶動1臺電機運轉(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)能同時帶動6臺電機的伺服驅(qū)動，這樣可以使電機的體積更小、散熱更快。
95%以上機器人部件為自主研發(fā)
隨著“機器代人”浪潮到來，廣州數(shù)控的工業(yè)機器人產(chǎn)值正在以每年翻倍的速度遞增，目前廣州數(shù)控的機器人產(chǎn)品已陸續(xù)銷往東南亞和國內(nèi)多個城市，還與珠三角多個制造業(yè)企業(yè)合作推廣。據(jù)悉，2014年，廣州數(shù)控銷售機器人500臺，在所有業(yè)務(wù)中增長最快，預(yù)計今年銷售量達1000臺。
然而，來自中國機器人產(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、德國庫卡“四大巨頭”占據(jù)了中國機器人產(chǎn)業(yè)70%以上的市場份額，幾乎壟斷了高端工業(yè)機器人市場。
“過去，我國工業(yè)機器人由于核心技術(shù)被國外壟斷，采購價格畸高。”何敏佳說，廣州數(shù)控涉足工業(yè)機器人產(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)水平可以與國際一流水平看齊。
據(jù)了解，廣州數(shù)控對工業(yè)機器人系統(tǒng)研發(fā)花了長達7年的時間。期間，廣州數(shù)控將每年營銷收入的10%投入到技術(shù)研發(fā)，2014年的研發(fā)投入達到了1.4億元。
在研發(fā)機制上，廣州數(shù)控采取“并行研發(fā)”的模式。即每種產(chǎn)品研發(fā)的項目，公司都會同時安排2—3個研發(fā)室交叉進行研究。目前廣州數(shù)控有4個研發(fā)室、近千名技術(shù)人員專門負責工業(yè)機器人研發(fā)，華南理工、北航、天津大學等國內(nèi)重點高校為廣州數(shù)控的機器人研發(fā)提供了智力支持。廣州數(shù)控內(nèi)部建立了多項激勵機制，鼓勵研發(fā)創(chuàng)新。“目前，廣州數(shù)控的工業(yè)機器人95%以上的部件為自主研發(fā)，具備100%的知識產(chǎn)權(quán)。”何敏佳介紹。
廣州數(shù)控的工業(yè)機器人性價比高、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，而是機器人、機械臂，它們正為空調(diào)機外殼噴漆。這些工業(yè)機器人大多來自廣州數(shù)控。機器人的到來，不僅解決了一些高危、重負崗位“招工難”的難題，更大大提高了車間生產(chǎn)效率，使得空調(diào)機身搬運的損耗率基本為零。
