從“綠的諧波”看減速器

內容精要：“綠的諧波”正式向上交所提交科創(chuàng)板申報材料，一個硬核的細分領域，掀開了中國工業(yè)機器人行業(yè)資本市場的新篇章。但在工業(yè)領域，特別是精密加工領域，都需要長期的技術和經(jīng)驗積累，彎道超車并不現(xiàn)實。智能制造，我們還有很長的路要走。本篇目的是借“綠的諧波”進軍科創(chuàng)板，來了解一下工業(yè)機器人三大核心部件之一的減速器。

工業(yè)機器人領域，我們起步晚、積累少，不光機器人本體遠遠落后于國際“四大家族”，核心零部件，減速器、伺服電機和控制器，更是遠遠落后。

而今天要談的“綠的諧波”，就是被稱作工業(yè)機器人核心部件之一的諧波減速器。本文的目的，就是借著綠的諧波，及其核心產(chǎn)品諧波減速器，來了解一下減速器和工業(yè)機器人行業(yè)。

“綠的諧波”業(yè)務

根據(jù)招股說明書披露，“綠的諧波”的產(chǎn)品包括諧波減速器、機電一體化執(zhí)行器及精密零部件。

其中的諧波減速器是減速器的一種，與控制器、伺服電機一起，統(tǒng)稱為機器人三大核心零部件。

減速器屬于精密傳動裝置的概念，種類較多，包括諧波減速器、RV 減速器、擺線針輪行星減速器、精密行星減速器等。

而"綠的諧波"的減速器，跟公司名字一致，主打諧波減速器。

業(yè)績下滑，不應簡單歸咎于行業(yè)大環(huán)境

從披露信息看，"綠的諧波"的業(yè)績表現(xiàn)并不盡人意，而且 2019 年報告期內還出現(xiàn)了收入和利潤雙雙下滑的現(xiàn)象。

按照以往經(jīng)驗，如果沒有科創(chuàng)板，這是大忌。

2019 年營業(yè)收入分別較上年同期增長 24.95%和下滑 15.32%，凈利潤分別較上年同期增長 34.14%和下滑 9.75%。

前兩年的工業(yè)機器人大干快上，確實推動了一大批產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的快速成長。但前年開始，受大環(huán)境影響，確實整個實體經(jīng)濟都在下行趨勢，影響了制造業(yè)和汽車行業(yè)，進而影響了工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)。

這是一個普遍的共識。

因此，公司在招股書中對業(yè)績下滑做了如下解釋：

根據(jù)國家統(tǒng)計局的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2016 年 -2018 年中國工業(yè)機器人產(chǎn)量分別為 7.24 萬臺、13.11 萬臺、14.76 萬臺……但是從 2018 年四季度開始，受下游汽車和 3C 電子等行業(yè)增速放緩影響，國內工業(yè)機器人的產(chǎn)銷量出現(xiàn)下滑，以 2018 年四季度為例，國內工業(yè)機器人產(chǎn)量僅 3.27 萬臺，同比增速近三年來首次為負，為 -2.14%。受此影響……公司 2019 年度營業(yè)收入為 18,590.10 萬元，同比下滑 15.32%。

工業(yè)機器人需求疲軟，這也符合普遍預期，但是用 2018 年四季度來解釋 2019 年全年，似乎也不妥。

而且筆者從國家統(tǒng)計局網(wǎng)站上看到的信息，2019 年中國工業(yè)機器人累計產(chǎn)量 18.69 萬臺，如果對比 2018 年的 14.76 萬臺，漲幅不低嘛……

不過國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)，看看就好。

技術領先，客戶已有突破

減速器領域，“綠的諧波”確實有所突破。

否則從不足 3 個億的營收，還下滑的業(yè)績，斷然是滿足不了科創(chuàng)板的“科創(chuàng)屬性”要求的，依賴于“進口替代”這一指標的豁免，能順利申報成功，說明了技術含量被認可。

根據(jù)公司材料描述，精密減速器代表了精密傳動技術、高端裝備核心部件的頂尖水平。我國精密減速器幾乎全部依賴進口。公司通過持續(xù)不斷的研發(fā)投入，公司自身技術實力大幅提升，掌握了完全自主知識產(chǎn)權的精密諧波減速器研發(fā)技術并具備規(guī)?；a(chǎn)能力，實現(xiàn)了精密諧波減速器國產(chǎn)自主可控。公司精密諧波減速器出貨量在全球范圍內名列前茅，已成功向國際主流機器人廠商批量出口供貨。

關于“綠的諧波”的客戶，本來最初瀏覽招股說明書的時候，發(fā)現(xiàn)前五大客戶居然有 ABB，這可是工業(yè)機器人“四大家族”中的扛把子啊，如果減速器能實現(xiàn)向 ABB 供貨，那產(chǎn)品和技術穩(wěn)了！

然鵝，再一細看，“公司也是 ABB、通用電氣、那智不二越、阿法拉伐等諸多國際高端裝備制造企業(yè)的精密零配件供應商?！?/p>

精密零配件指的是不銹鋼機加工零部件、鋁制機加工零部件、鐵制機加工零部件、銅制機加工零部件，技術含量跟減速器差遠了，不過既然已經(jīng)和這些龍頭企業(yè)建立了銷售關系，估計后續(xù)在開展減速器生意，也就便利了很多。

減速器的原理

減速器，通俗來說，就是通過大小齒輪的咬合，小齒輪帶動大齒輪，來改變軸的轉速。多個齒輪組成的傳動零部件，利用齒輪的嚙合改變系統(tǒng)輸出的轉速、扭矩及承載能力。

好比汽車發(fā)動機變速器一樣，“低轉速、大扭矩”。

而諧波減速器，根據(jù) GB/T 30819-2014《機器人用諧波齒輪減速器》定義，諧波齒輪減速器是一種靠波發(fā)生器使柔輪產(chǎn)生可控的彈性變形波，通過其與剛輪的相互作用，實現(xiàn)運動和動力傳遞的傳動裝置，其構造主要由帶有內齒圈的剛性齒輪（剛輪）、帶有外齒圈的柔性齒輪（柔輪）、波發(fā)生器三個基本構件組成。

對于諧波減速器的“減速”原理，“綠的諧波”招股書里也說的比較簡潔明了：

當諧波減速器實現(xiàn)傳動時，其波發(fā)生器裝入柔輪內圓，迫使柔輪產(chǎn)生彈性變形而呈橢圓狀，使其長軸處柔輪齒輪插入剛輪的輪齒槽內，成為完全嚙合狀態(tài)；而其短軸處兩輪輪齒完全不接觸，處于脫開狀態(tài)，當波發(fā)生器連續(xù)轉動時，迫使柔輪不斷產(chǎn)生變形并產(chǎn)生了錯齒運動，從而實現(xiàn)波發(fā)生器與柔輪的運動傳遞。

諧波減速器中波發(fā)生器轉動一周時，柔輪向相反方向轉過兩個齒的角度。

這就實現(xiàn)了“減速”的原理。

諧波減速器&RV 減速器

在減速器領域，有兩大種類，諧波減速器和 RV 減速器。

RV 減速器由兩級減速機構成，具有剛性好、抗沖擊能力強、傳動平穩(wěn)、精度高等特點，常用于工業(yè)機器人中負載較大的軸。諧波減速器由柔輪、波發(fā)生器以及鋼輪組成，具有結構緊湊、運動精度高、傳動比大等特點，常用于負載小的工業(yè)機器人或大型機器人的末端幾個軸。

從“綠的諧波”的客戶角度看，諧波減速器已經(jīng)新松機器人（300024.SZ）、華數(shù)機器人（300161.SZ）、新時達（002527.SZ）、埃夫特、廣州數(shù)控、遨博智能、億嘉和（603666.SH）、埃斯頓（002747.SZ）、優(yōu)必選、配天技術、Universal Robots、Kollmorgen、Varian Medical System 等國內外知名品牌及制造商。

優(yōu)必選是人形機器人，肯定是輕量級負載；

Kollmorgen（科爾摩根）的機器人及解決方案主要應用于外科、協(xié)作、工業(yè)和國防；

Varian Medical System（瓦里安醫(yī)療系統(tǒng)公司），是一家美國的醫(yī)療設備供應商。

所以，“綠的諧波”的客戶，基于諧波減速器的優(yōu)勢領域，主要側重于輕量級、輕負載的協(xié)作機器人、服務機器人、醫(yī)療機器人、工業(yè)機器人、軍用和空間機器人等領域。

在工業(yè)機器人領域，諧波減速器一般應用在機器人的手臂、腕部或手部關節(jié)。從機器人的構造形態(tài)來看，一般來說，每臺六軸多關節(jié)機器人需要搭配 6 臺精密減速器，其中負載 10kg 以下機器人主要使用諧波減速器；10-20kg 及更高負載的機器人小臂、手腕關節(jié)可以采用諧波減速器；負載 30kg 以上的，在其輕負荷的末端關節(jié)上也能夠使用諧波減速器。協(xié)作機器人全部關節(jié)使用諧波減速器，一般使用 6-7 個諧波減速器；SCARA 機器人一般使用 2-3 臺諧波減速器；DELTA 機器人則需使用 3 臺諧波減速器；AGV 機器人在其抓取臂關節(jié)上可以使用諧波減器；擺臂沖壓機器人一般在旋轉底座及前端手腕關節(jié)處能夠使用 2 臺諧波減速器；注塑機械手一般使用 1 臺諧波減速器，碼垛機器人的第四軸（末端軸）能夠使用 1 臺諧波減速器；服務機器人需使用多個諧波減速器作為柔性關節(jié)。

在數(shù)控機床領域，單臺加工中心及數(shù)控銑床可使用 4 臺以上精密減速器，數(shù)控車床及車削中心、數(shù)字磨床及放電加工機等可使用 3 臺以上精密減速器。目前，高精度數(shù)控回轉臺和加工中心的四或五軸需要使用 1-2 臺諧波減速器，雕刻機的分度回轉裝置以及義齒加工機等也需要使用諧波減速器。

在光伏設備領域，諧波減速器一般應用于光伏智能制造設備以及光伏發(fā)電設備中太陽能跟蹤系統(tǒng)中的自動化組件，太陽能跟蹤系統(tǒng)可調節(jié)電池板與太陽的角度，保持太陽光垂直射電池板，提高光伏組件的發(fā)電效率；

在航空航天領域，諧波減速器可用于航天衛(wèi)星及其他各類航天器的各種驅動機構、高精度指向結構和天線展開結構上得到廣泛應用；

在醫(yī)療設備領域，諧波減速器主要用于放射治療設備、檢測設備、醫(yī)療器械自動加工設備、醫(yī)療機器人、外骨骼機器人、康復機器人等。

……

“綠的諧波”的行業(yè)地位

根據(jù)公司招股說明書披露，在銷售出貨量方面，公司諧波減速器產(chǎn)品出貨量已在國產(chǎn)自主品牌諧波減速器市場中取得領先。根據(jù) GGII 統(tǒng)計，2017 年公司減速器產(chǎn)品出貨量在行業(yè)中位居第二，行業(yè)內精密減速器出貨量排名情況如下：

出貨量僅次于哈默納科。

哈默納科是諧波減速器的國際龍頭企業(yè)，在減速器整體市場規(guī)模中也排第二，僅次于納博特斯克。

工業(yè)機器人不是一個高大上的貴族行業(yè)

我一直在普及一個說法，要把工業(yè)機器人和高大上的人工智能分開來看，工業(yè)機器人沒有想象中那么貴。

看看“綠的諧波”的產(chǎn)品價格就知道了，核心部件之一的諧波減速器，價格才一千多塊錢，量大還優(yōu)惠。

中國的減速器，路還很長

一方面，“綠的諧波”的突破，是指的行業(yè)欣慰的，另一方面，也得看到，中國的減速器行業(yè)還有很遠的路要走。

在工業(yè)領域，特別是精密加工領域，都需要長期的技術和經(jīng)驗積累，彎道超車并不現(xiàn)實。

尤其是減速器，諧波減速器的柔輪的成型工藝壁壘很高，對材料的抗疲勞強度、加工和熱處理技術要求較高。

每一個工藝細節(jié)，都決定著產(chǎn)品最終的性能，國產(chǎn)減速器的整體穩(wěn)定性、精度、可靠性等參數(shù)已經(jīng)實現(xiàn)突破，但噪音控制、壽命方面還亟待改善。

不過值得注意的是，“綠的諧波”在產(chǎn)品制造過程中，還有一部分外協(xié)功能：

一般來說，熱處理工藝是核心，配套的設備以及檢測設施來保障質量，很多公司都有自己獨特的熱處理工藝，而“綠的諧波”居然熱處理環(huán)節(jié)是委外的，這也是需要進一步了解的細節(jié)問題。