機器人的大腦，負(fù)責(zé)規(guī)劃機器人運動方式，發(fā)布和傳遞動作指令的控制器；

機器人的核心，工業(yè)機器人的動力系統(tǒng)，負(fù)責(zé)機器人運動的伺服電機和伺服驅(qū)動；

機器人的工藝，決定工業(yè)機器人精度和負(fù)載，連接動力源與執(zhí)行機構(gòu)之間的傳動機構(gòu)減速器；

近年來，以傳統(tǒng)制造業(yè)為中心，各行各業(yè)都掀起了一股“人機協(xié)作”狂潮。“機器人革命”在全世界范圍內(nèi)掀起熱潮，同時也正在成為“第四次工業(yè)革命”的切入點和重要增長點。

中國對機器人及相關(guān)產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)出高度重視。雖然近幾年不斷出臺一系列政策法規(guī)，推進機器人行業(yè)的發(fā)展，并取得良好成效，但是與國外機器人還存在一定差距，尤其在核心零部件方面，我國在機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，一直面臨著一系列“卡脖子”難題。

如今，機器人“卡脖子”難題的解決進展如何？

關(guān)鍵卡脖子，成產(chǎn)業(yè)發(fā)展攔路虎

控制器、伺服電機、減速器三者不僅是機器人最核心的三大零部件，同時也是工業(yè)機器人的核心技術(shù)壁壘所在，一般被認(rèn)為是中國機器人品牌與外資品牌性能差異的關(guān)鍵。

當(dāng)然，技術(shù)壁壘并非一朝一夕形成，早期一些國內(nèi)零部件行業(yè)面臨的客觀問題無法忽略。

首先，是在起步時間方面的落后。就工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)而言，中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展落后于國外至少十年時間。而若是細(xì)化到關(guān)鍵零部件、關(guān)鍵核心技術(shù)和共性技術(shù)，僅在起步時間上，中國便至少落后于國外六十年。想要在短時間內(nèi)實現(xiàn)追趕甚至是超越國外，核心零部件行業(yè)發(fā)展任務(wù)艱巨。

其次，是在技術(shù)性能上的差距。三大核心零部件的主要難點在于基礎(chǔ)工業(yè)和工藝，業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，國產(chǎn)諧波減速器在齒形、材料、加工、熱處理技術(shù)等方面跟國外還有一定差距，只有不斷從理論層面到制造層面進行正向研發(fā)創(chuàng)新，才有可能以最快速度追趕國外品牌。

最后，是在成本控制、營收規(guī)模上的落后。由于國內(nèi)公司在技術(shù)、工藝積累上與國際巨頭相比仍有差距，因此，在核心零部件領(lǐng)域，已擁有成熟技術(shù)的國外企業(yè)占據(jù)了絕大部分市場份額，而國產(chǎn)品牌主要集中在中低端市場。這便導(dǎo)致國內(nèi)外核心零部件企業(yè)一方面在營收規(guī)模上形成巨大差距，另一方面在生產(chǎn)規(guī)模和成本控制上具有落差。

控制器、減速器、伺服電機三大核心零部件不僅直接決定了工業(yè)機器人的精度、穩(wěn)定性、負(fù)荷能力等重要指標(biāo)，更關(guān)乎機器人企業(yè)的企業(yè)形象、產(chǎn)品品質(zhì)。

因此，三大核心零部件領(lǐng)域的落后對中國機器人行業(yè)的發(fā)展也造成了一定影響。

在三大零部件行業(yè)處于壟斷地位的龍頭企業(yè)，由于其在技術(shù)方面的領(lǐng)先優(yōu)勢，中國尚無企業(yè)實現(xiàn)突破，國外某些零部件供應(yīng)商對中國市場采取價格歧視政策，而國際機器人巨頭企業(yè)或是擁有強大的核心零部件自產(chǎn)能力，或是和零部件供應(yīng)商建立了長期合作關(guān)系，能以遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國內(nèi)企業(yè)的采購價格購買到核心零部件。

以減速器為例，或許很多人還記得在4年前，某RV減速器名廠向庫卡、ABB等機器人四大家族銷售均價為3500元左右，對中國廠商的銷售均價卻為7000元左右，售價整整翻了一倍。

這便導(dǎo)致國內(nèi)機器人企業(yè)，尤其是生產(chǎn)規(guī)模較小的中小企業(yè)，在強大的核心零部件供應(yīng)商面前毫無議價能力，只能被迫接受國際巨頭的價格歧視政策，壓縮盈利空間，用更高生產(chǎn)成本去與國外企業(yè)機器人產(chǎn)品進行市場競爭，這也就進而壓制了本就起步較晚不占優(yōu)勢的中國機器人行業(yè)發(fā)展。

核心零部件無疑已成為制約國內(nèi)企業(yè)發(fā)展的“攔路虎”。

國產(chǎn)機器人品牌若想崛起，核心零部件國產(chǎn)化將是必須要邁過的坎。如今，這些卡脖子的瓶頸，已經(jīng)逐漸被中國企業(yè)攻克。

行業(yè)暴利，引國產(chǎn)企業(yè)爭先嘗試

與高技術(shù)壁壘相匹配的必然是高利潤，在工業(yè)機器人上、中、下游整個產(chǎn)業(yè)鏈中，上游核心零部件是業(yè)內(nèi)默認(rèn)毛利率最高的一環(huán)；正如電池在新能源汽車中的成本占比。

早些年由于國外零部件供應(yīng)商的價格歧視政策，一臺工業(yè)機器人的成本構(gòu)成中，減速器、伺服電機、控制器分別占總成本的35%、20%、15%，合計占總成本的70%。

此外，由于機器人行業(yè)發(fā)展迅猛，工業(yè)機器人、協(xié)作機器人、移動機器人、服務(wù)機器等多個領(lǐng)域需求明確，上游的機器人核心零部件呈現(xiàn)出穩(wěn)定且廣闊的市場。

一些數(shù)據(jù)也證實了這種市場增長的可能性，例如根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院測算，我國工業(yè)機器人控制器市場規(guī)模2017-2022年復(fù)合增長率為9.1%，2022年有望達(dá)16.2億元；

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院

我國伺服系統(tǒng)市場規(guī)模，2017-2022年復(fù)合增長率為24.1%，2022年將有望達(dá) 286 億元；

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院

僅中國控制器與伺服電機（伺服驅(qū)動）市場規(guī)模便高達(dá)上百億。若放眼全球來看，其市場規(guī)模將更上一層。

核心零部件業(yè)務(wù)的高收益與業(yè)務(wù)持續(xù)性毫無疑問吸引了一批中國廠商涌入。

客觀而言，國外零部件供應(yīng)商的價格歧視策略，也給予了國產(chǎn)零部件廠商以生存空間，更給予了起步階段的國產(chǎn)廠商以合理盈利空間。國產(chǎn)零部件廠商能夠賺取到利潤，并持續(xù)投入到相關(guān)技術(shù)研發(fā)，拉近國內(nèi)外技術(shù)上的差距，而這又進一步提高了國產(chǎn)廠商市場份額；更大的市場份額意味著更多的利潤和更多的研發(fā)投入，這樣的正反饋機制助力國內(nèi)核心零部件行業(yè)不斷突破。

同時，國外零部件供應(yīng)商這一策略導(dǎo)致的中國機器人行業(yè)痛點，也引發(fā)了國家層面的重點關(guān)注與重視。

早在2012年，我國“十三五”便明確提出要攻克核心部件共性技術(shù)，實現(xiàn)工業(yè)機器人核心部件的技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化。

到了2015年，《中國制造2025》明確提出任務(wù)指標(biāo)：2020年自主品品牌工業(yè)機器人市場占有率達(dá)到50%，關(guān)鍵零部件國產(chǎn)化率50%；2025年國內(nèi)市場占有率達(dá)到70%，關(guān)鍵零部件國產(chǎn)化率80%。

這一目標(biāo)在十四五規(guī)劃中進一步拓展和細(xì)分成不同領(lǐng)域：例如集成電路、航空航天、機器人、軌道交通裝備、先進電力裝備、工程機械、高端數(shù)控機床、醫(yī)藥及醫(yī)療設(shè)備等創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)?！?

政府對于高端裝備自主可控戰(zhàn)略的重視和持續(xù)性扶持，為機器人核心零部件行業(yè)發(fā)展提供了源動力。

可以說近年來，隨國內(nèi)廠商不斷努力，核心零部件領(lǐng)域的技術(shù)差距正在不斷縮小，國產(chǎn)化進程也正在順利進行。

全自主研發(fā)，實現(xiàn)追趕加速代替

在眾多從事核心零部件研發(fā)的國產(chǎn)企業(yè)中，作為一家由海內(nèi)外專家聯(lián)合創(chuàng)辦的高新科技型企業(yè)，中科深谷解決“卡脖子”問題成果斐然。

依托中科大、合工大集聚多所知名高校及單位的教授專家和行業(yè)資深研發(fā)工程師，中科深谷深度聚焦工業(yè)自動化設(shè)備的“核心系統(tǒng)”伺服電機（伺服驅(qū)動）和機器人的“大腦”控制器開發(fā)，為智能機器人產(chǎn)業(yè)提供技術(shù)支持與動力源泉。

在伺服電機（伺服驅(qū)動）方面，中科深谷已推出包括基于Simulink/C語言開發(fā)的伺服驅(qū)動器：低壓交流伺服電機驅(qū)動器、直流無刷電機驅(qū)動器、協(xié)作機械臂關(guān)節(jié)電機伺服驅(qū)動器等多款高效穩(wěn)定的伺服驅(qū)動器產(chǎn)品。

中科深谷全自主研發(fā)的伺服驅(qū)動主要采用高性能DSP/ARM芯片，可實現(xiàn)SVPWM、PID、FOC磁場定向控制、電流/速度/位置三閉環(huán)控制；可驅(qū)動多種電機，并支持多種編碼器，支持EtherCAT、CANOpen、modbus等多種總線協(xié)議；集成了點到點軌跡規(guī)劃、位置跟蹤等功能；具體有過流/過壓/欠壓/堵轉(zhuǎn)/過溫等多種保護功能；實現(xiàn)了參數(shù)辨識、PI參數(shù)自整定、ADRC自抗擾、負(fù)載辨識等高級算法。

得益于雄厚技術(shù)實力與豐富行業(yè)經(jīng)驗、產(chǎn)品需求定制化服務(wù)，中科深谷憑借推出的伺服驅(qū)動產(chǎn)品已與華為、科大訊飛、唯品會、楚科集團、伯朗特機器人、貝殼、三聯(lián)集團、中國電子科技集團、雅迪等多家知名企業(yè)建立合作關(guān)系，并在智能輪椅、物流穿梭車、服務(wù)機器人、協(xié)作機械臂（六軸/七軸/雙臂）、點焊機器人、伺服云臺、SCARA機器人、XYZ機器人、醫(yī)療機器人、移動物流車等多個產(chǎn)品上實現(xiàn)量化應(yīng)用。

通過提供協(xié)作機器人關(guān)節(jié)伺服驅(qū)動器定制開發(fā)服務(wù)和標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品銷售，中科深谷為國產(chǎn)協(xié)作機器人發(fā)展提供強勁動力；通過對微創(chuàng)手術(shù)機器人被動式關(guān)節(jié)進行一體化設(shè)計，并對被動關(guān)節(jié)鎖緊性能進行設(shè)計研究，中科深谷為我國自行開發(fā)安全可靠的微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)提供了核心零部件保障。同時，中科深谷多款伺服驅(qū)動產(chǎn)品還以足式機器人關(guān)節(jié)一體化模組、移動底盤、關(guān)節(jié)模組、伺服驅(qū)動等多種形式在各種類機器人行業(yè)得到應(yīng)用，并為推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出重要貢獻。

在控制系統(tǒng)方面，中科深谷自主開發(fā)的國產(chǎn)半實物仿真與控制技術(shù)包括嵌入式系統(tǒng)版本和實時操作系統(tǒng)版本，可作為快速控制原型和硬件在環(huán)回路的系統(tǒng)平臺。

借助于中科深谷自研半實物仿真與控制技術(shù)，基于性能強大的處理器與豐富的硬件接口，可針對各種復(fù)雜被控對象建立高精度物理模型，將仿真與實物高效銜接，無縫支持基于模型的設(shè)計（MBD）工作流程，快速實現(xiàn)控制算法的運行、部署、監(jiān)控和測試。此外，產(chǎn)品也支持豐富靈活的I/O配置和各種總線協(xié)議擴展，滿足客戶不斷嘗試新想法和概念的需求，幫助企業(yè)節(jié)約成本，降低風(fēng)險。

中科深谷長期提供快速原型控制與硬件在環(huán)回路全套解決方案；堅持將仿真建模與實際研發(fā)產(chǎn)品結(jié)合，引入高可靠性的實時軟硬件環(huán)境做技術(shù)保障；從需求捕獲到設(shè)計、實現(xiàn)和測試，系統(tǒng)模型開發(fā)和測試始終占據(jù)開發(fā)流程的核心；追求持續(xù)不斷的創(chuàng)新，將客戶所追求的前沿創(chuàng)新技術(shù)與安全、可靠的核心功能有機結(jié)合 。

目前，中科深谷自主開發(fā)的國產(chǎn)CSPACE半實物仿真與控制技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于機器人領(lǐng)域、汽車電子、新能源汽車等多個行業(yè)和協(xié)作機器人（六軸/七軸/雙臂）、SCARA機器人、并聯(lián)機器人、移動作業(yè)機器人等多類型機器人機電系統(tǒng)。

在科研教育方面，中科深谷旗下產(chǎn)品CSPACE-V3控制器憑借優(yōu)越產(chǎn)品性能，助力山東大學(xué)柔性機器人科研平臺成功搭建。CSPACE-RT半實物仿真系統(tǒng)在合工大工業(yè)機器人科研平臺搭建項目上也發(fā)揮了重要作用。中科深谷通過將工業(yè)產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)與器件及裝備底層開源賦能高校進行人才培養(yǎng)，為高?？蒲腥藛T進行算法研究、科研創(chuàng)新提供源動力。

在產(chǎn)業(yè)助力方面，中科深谷半實物仿真與控制技術(shù)已賦能醫(yī)療、工業(yè)、航天航空等多個領(lǐng)域、企業(yè)。如在與杭州某醫(yī)學(xué)機器人有限公司的合作中，提供的開源EtherCAT總線機械臂控制器，協(xié)助從事腹腔鏡手術(shù)機器人研究的搭建好第一臺功能樣機，幫助企業(yè)較快速掌握相關(guān)技術(shù)和培養(yǎng)起對應(yīng)的研發(fā)人員，為國內(nèi)醫(yī)療機器人的發(fā)展助力。

作為新興技術(shù)的重要載體，中科深谷積極貢獻力量，其研發(fā)團隊長期致力于機器人核心零部件國產(chǎn)化替代的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，在機器人控制器及操作系統(tǒng)、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、高集成度模塊化關(guān)節(jié)等方面提供成熟批量化核心器件與關(guān)鍵技術(shù)，并形成協(xié)作機器人、自主作業(yè)移動智能機器人以及機器人集成應(yīng)用解決方案。通過將機器人核心零部件與關(guān)鍵技術(shù)賦能各類型機器人行業(yè)，助力機器人產(chǎn)業(yè)平穩(wěn)發(fā)展。

對于入局機器人核心零部件行業(yè)的原因，中科深谷董事長表示：“早先時候，中國在機器人核心零部件方面落后，中國有很大一批中小企業(yè)買不起也用不起進口核心零部件，作為一家機器人企業(yè)的同時也是一家中國企業(yè)，實現(xiàn)核心零部件自主研發(fā)和國產(chǎn)化、推動中國智能機器人產(chǎn)業(yè)邁向中高端發(fā)展，我們義不容辭。”

結(jié)語

機器人核心零部件和機器人關(guān)鍵技術(shù)的突破，不僅是企業(yè)尋求市場破局的關(guān)鍵，同時也是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。中國機器人核心零部件市場實現(xiàn)突破的過程無疑道阻且艱，但其回報也同樣巨大。

面向國外某些零部件供應(yīng)商的公然歧視，中國機器人行業(yè)若要發(fā)展，唯有不斷鉆研、突破技術(shù)、實現(xiàn)國產(chǎn)替代才能避免被卡脖子的情況再度出現(xiàn)。

而中科深谷無疑為中國機器人企業(yè)樹立了很好的榜樣。