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掌握機器人「心臟」 利茗機械國產(chǎn)減速機出頭天
2024-08-16 00:00:00 來源： 點擊：787 喜歡：0
在工業(yè)4.0的浪潮中，機器人被視為最關(guān)鍵的自動化設(shè)備，減速機是其關(guān)鍵零組件之一，過去機器人技術(shù)掌握在歐、日少數(shù)廠商手中，導(dǎo)致成本居高不下，也成為機器人普及的最大障礙。所幸近年臺廠努力耕耘，包括傳動元件大廠上銀與利茗機械，都在精密諧波減速機市場中擁有自製能量，藉由掌握關(guān)鍵技術(shù)，臺灣或在未來機器人與自動化設(shè)備商機中，在全球供應(yīng)鏈取得一席之地，也推動臺灣智慧製造更加往前邁進。
工業(yè)機器人有三大關(guān)鍵零組件，分別是伺服馬達、控制器與減速機。從字面上來看，減速機顧名思義是把工業(yè)機器人伺服馬達輸出的高轉(zhuǎn)速降低，不過更詳細的說，除了改變馬達轉(zhuǎn)速，減速機也會改變伺服馬達的出力、運動方向、可控精度等。減速機對於工業(yè)機器人的效能影響甚大，特別是它能放大扭矩，讓機器手臂在空間大小有限的情況下，將馬達出力的扭矩增倍。
利茗機械是臺灣少數(shù)能自製量產(chǎn)減速機的廠商
因機器手臂的蓬勃發(fā)展，讓這項關(guān)鍵零組件，變得格外重要，更在機器人產(chǎn)業(yè)鏈中，扮演非常關(guān)鍵的角色。上銀集團總裁卓永財就曾指出，減速機是發(fā)展智慧製造的必備品，可以稱為機器人的心臟。而除了影響機器人的效能，減速機之所以如此重要的原因，還包括成本。
拆開工業(yè)機器人的成本結(jié)構(gòu)來看，減速機約佔35%，應(yīng)用最廣的多關(guān)節(jié)機器人，每個關(guān)節(jié)都需要減速機。但目前全球75%的精密減速機都掌握在日本兩家大廠手中，當(dāng)這項技術(shù)受制於他人，除了造成機器手臂價格居高不下難以普及，長期也會阻礙掌握機器人或自動化設(shè)備商機的競爭力。
在利茗機械的大廳裡擺放著一隻機器手臂，拿杯子、遞咖啡，動作一氣呵成，但其實這隻機器手臂是利茗自己做的，不過令人好奇的是，利茗的本業(yè)是減速機製造商，怎麼會生產(chǎn)機器手臂？總經(jīng)理林育興解釋，其實利茗無意跨入機器手臂市場，不與客戶競爭，但做出機器手臂「純屬意外」。
原來當(dāng)初是想向客戶驗證自家減速機產(chǎn)品，利茗乾脆自己設(shè)計、組裝，用機器手臂當(dāng)作Demo，但意外發(fā)現(xiàn)頗堪用，就連利茗也把原先工廠中使用的日牌機器手臂，換成自家人。總經(jīng)理林育興透露，整個機器手臂的成本甚至因此減少一半。
現(xiàn)在利茗不只做機器手臂的關(guān)鍵零組件，還順便將其做成套件，提供給客戶或欲跨入機器手臂市場的開發(fā)者使用，客戶可以參考利茗的方案，或買回去自己重新設(shè)計，就像樂高積木一樣，自由發(fā)揮。而若想掌握未來機器人或自動化設(shè)備商機，技術(shù)自主及國產(chǎn)化便能凸顯出重要性。
事實上，利茗機械投入減速機製造超過50年，從過去專注於傳統(tǒng)剛性減速機，近5年則是投入高附加價值的精密諧波減速機和RV減速機。像是機器手臂最常見的諧波減速機，是一種靠波產(chǎn)生器，使柔性齒輪產(chǎn)生可控彈性變形，並與剛性齒輪相齧合來傳遞力量的減速結(jié)構(gòu)。
國內(nèi)不只利茗機械，包括傳動元件大廠上銀、由盟立、和大與工研院等多家公司共同投資成立的盟英科技都在默默耕耘。長期來看市場對機器手臂的需求有增無減，而這幾年國產(chǎn)勢頭也開始出頭天。例如利茗已成功打進全球機器手臂大廠供應(yīng)鏈、上銀也將自製減速機用於自家工業(yè)機器人，甚至藉由其在關(guān)鍵零組件的專長與機電整合，為臺灣開發(fā)出首支MIT的微創(chuàng)手術(shù)機器人。
總經(jīng)理林育興直言，精密減速機是近十年因機器人受到重視後，需求量才開始往上衝，吸引越來越多人投入市場。也因為如此，臺廠在諧波減速機市場的布局，不論是技術(shù)、品質(zhì)或是生產(chǎn)供貨能力，都遠不及五十多年前就投入發(fā)展的日本廠商。早期因?qū)＠麊栴}，日廠掌握精密減速機市場半邊天，全球精密減速機幾乎都掌握在2家日本廠商納博特斯克(Nabtesco)及哈默納科(Harmonic Drive)手中，即便是全球四大機器人家族也要仰賴外購。
雖然後期專利到期，各國看準工業(yè)機器人熱潮而投入研發(fā)，但這條路卻不是這麼好走。主因精密減速機是一個高技術(shù)門檻、高資本、慢回收的產(chǎn)業(yè)，一個減速機裡面完全是由高精度的元件、齒輪相互嚙合，對材料科學(xué)、精密加工裝備、加工精度、組裝技術(shù)、高精度檢測技術(shù)等都有相當(dāng)高的要求。雖然利茗投入精密減速機的時間並不長，但因過去深耕減速機半世紀，透過不斷累積的生產(chǎn)研發(fā)實力，在精密減速機市場，才得以慢慢開花，成為國內(nèi)少數(shù)有能力量產(chǎn)的製造廠。
總經(jīng)理林育興認為，接下來中國大陸廠商的崛起，會是未來臺灣很大的競爭者。不過林育興認為，在資源有限之下，不和大國或大廠爭搶紅海市場，臺灣減速機產(chǎn)業(yè)朝向客製化發(fā)展，應(yīng)有相當(dāng)大的機會。他指出，臺灣在全球齒輪代工的實力相當(dāng)好，重要的是性價比非常高，很多大廠因為量不夠大，不願意做非標(biāo)準品的減速機，而沒人願意做的市場，反而是機會。
舉例來說，有些特殊需求的機器手臂如清下水道機器人、拋光機器人或晶圓搬運機器人，不求花俏、靈活的動作，只要穩(wěn)定、快速，因此會儘量減少關(guān)節(jié)數(shù)以降低成本。由於標(biāo)規(guī)品不符使用，透過技術(shù)自主，利茗就可以根據(jù)客戶需求，配合電機與機構(gòu)大小客製化關(guān)節(jié)模組，在客戶對體積、成本的特殊要求下，開發(fā)客製化機種，這對不論是客戶或利茗來說，亦能在全球智慧製造市場中發(fā)揮關(guān)鍵競爭力。包括全球知名E-Bike到蘋果供應(yīng)鏈的設(shè)備，裡頭所採用的減速機，就是利茗客製化機種，而目前客製化也已佔利茗業(yè)務(wù)達40%。
而這或許只是開端，他也看好，未來機器人或自動化設(shè)備商機有增無減，特別是無人搬運車成為繼機器人之後的另一個顯學(xué)，利茗獲全球多家AGV大廠訂單，甚至已超過工業(yè)機器人，總經(jīng)理林育興直言：「至少未來十年，這個趨勢不會改變。」
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