工業機器人被稱為“制造業皇冠頂端的明珠”,是智能制造系統中必不可少的一環,并且是衡量一個國家科技創新和高端制造業水平的重要標志。工信部下發了《“十四五”機器人產業發展規劃》和《“十四五”智能制造發展規劃》,提出“機器人產業營收年均增速超20%”的發展目標。機器人產業發展迎來重大政策利好。
精密減速機在工業機器人中扮演核心關鍵角色。精密減速機是連接伺服電機和執行機構的中間裝置，它負責把伺服電機高速運轉的動力通過輸入軸上的小齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪，以達到減速的目的，傳遞更大的扭矩。工業機器人運動的核心部件“關節”就是由它構成，每個關節都要用到不同的減速機。
精密減速機作為機器人核心零部件，占據了機器人整機約35%的成本。同時，減速機在工業機器人的核心零部件中技術壁壘極高，間隙或過盈配合的微小偏差都會導致接觸剛度和嚙合剛度的成倍差異，進而影響工業機器人運動參數的極大變化。對于機器人關節用高精密減速機，日本具備絕對領先優勢，目前世界機器人市場約75%的精密減速機被日本企業壟斷，是中國工業機器人行業亟待解決的“卡脖子”難題。
與此同時，機器人行業日益增長的需求，也使得破解精密減速機“卡脖子”難題變得更加迫在眉睫。據國家統計局及第三方研報數據，2021年中國機器人產量36.6萬臺，同比增長44.90%。國產工業機器人的市占率從2015年的16.4%提升至目前的25%以上。另據IFR預測，全球工業機器人2022年至2024年每年新安裝量將分別較2020年同比增長18%、27%、35%。可見在全球機器人高速增長的趨勢下，行業對于高精密減速機的需求將會呈現百萬量級的爆發式增長。
然而，中國的機器人關節用高精密減速機研發起步較晚，再加上相關技術封鎖等原因，與精度、噪聲、壽命相關的核心技術成為卡脖子難題。但隨著中國逐步將突破機器人關鍵核心技術列入國家戰略規劃，外部環境變化下資本更多的加持，以及相關理論與技術原理的逐步攻克，這一局面正在發生改變。
智同科技，以正向設計實現進口替代
國內的工業機器人用減速機制造商最多時曾經多達50家，但大多采用逆向測繪仿制的技術路線，相關產品性能不高。因此，隨著精密減速機市場的不斷競爭與演進，目前行業內具備精密減速機設計研發制造能力的廠商僅剩余4-5家。作為突圍者之一，智同科技正是從源頭理論創新出發，最終實現了在設計、材料、制造工藝、檢測等關鍵環節的核心技術突破。
1997年，32歲的張躍明從清華大學精密儀器與機械學系博士畢業，進入北京工業大學做博士后，從事機械設計及理論的基礎研究，并長期深入企業，解決科研項目轉化及產業化過程中的核心技術難題。2015年底，智同科技與北京工業大學合作開展“產、學、研、用”一體化深度合作，并于2020年成立了“北京智同工大智能傳動技術研究院”。也正是因為北京智同工大智能傳動技術研究院的加持，讓智同科技的相關產品具備了獨一無二的硬核實力。目前，智同科技精密減速機的開發工作已覆蓋精密減速機原理研究、核心零件制造工藝開發、材料和熱處理技術研究三大方向，并最終實現了“理論研究+產品研發+市場試用驗證+推廣”的科技創新體系布局。
智同科技與北京工業大學張躍明教授團隊共同研究開發及生產工業機器人關節用高精密擺線針輪減速機、新型精密行星減速機，并通過正向設計方法，全面掌握了高精密擺線減速機的設計原理。經國家權威檢測中心驗證，智同科技高精密擺線減速機在精度保持性及使用壽命等多個性能指標上，均達到國外一線品牌水平。
截至目前，智同科技CRV減速機(即智同科技自主創新研發的高精密擺線針輪減速機)已形成標準化及定制化的產品矩陣，涵蓋了CRV、CRDS、CMI、CHR、HYP等系列產品，應用于關節機器人、并聯機器人、外骨骼機器人、機床及其他精密設備,實現了標準化產品的進口替代、以及定制化產品填補了國內外空白。其中，CRV系列減速機分為E、C兩個系列，E系列為中實結構實心，C系列為中空結構空心。CRV系列的特點為結構緊湊，高精度，耐過載;具有良好的加減速性能。
智同科技CRV減速機在精度上達到了齒隙和傳遞誤差小于1弧分;在產品扭矩實現了從額定150NM到4500NM全覆蓋;在傳動效率上達到了90%以上，精度壽命上實現6000小時以上。在此基礎上，智同科技創造性的推出了機電一體化模組產品、仿生移動機器人減速機產品、準雙曲面機械臂等定制產品，均已到達世界領先水平。
目前，智同科技已具備年產7萬臺CRV減速機的產能，在國內外數十家工業機器人及自動化廠商實現批量銷售及應用。此外，智同科技深耕工程機械、建筑機械領域，其行星減速機產品在智同工大研究院的技術理論的有力支撐下不斷升級迭代，已實現在通用減速機高端市場中與國外廠商的對標和替代。
以完整體系駛向星辰大海
據介紹，在國內頂級減速機專家團隊引領科研方向的強大助力下，智同科技基于正向設計能力，實現了科研成果的快速產品化。目前，智同科技已掌握多項核心工藝與技術專利，形成了產學研用深度結合的技術研發制造體系。
完善的科研體系、強大的產品力與規模化生產能力，也為智同科技吸引到了更多投資機構的關注。近日，智同科技完成數億元股權融資，投資方包括亦莊產投、智友科學家基金、京城機電、恩利資本和慧眼資本等。
配天機器人總經理索利洋表示：“智同科技CRV減速機已在配天機器人的主流型號及定制化產品中實現批量應用，切實提升了工業機器人核心零部件的國產化率，并提高了國產工業機器人的綜合市場競爭力。”
亦莊產投總經理唐雪峰表示：“機器人與智能制造產業是北京經濟技術開發區四大主導產業之一。專精特新基金以服務經開區科技創新和產業發展為使命，對于智同科技等符合國家戰略方向、在工業機器人核心零部件的國產化實現重大突破的企業，在產能爬坡的關鍵窗口期給予支持義不容辭。”
北京航空航天大學機器人研究所名譽所長、原“十五”國家863機器人技術主題專家組組長王田苗教授表示：“作為科學家，在科技創新領域要有鍥而不舍、勇攀高峰、敢為人先的責任使命感與創新精神，我個人對張躍明教授在精密傳動領域堅持自主創新的科學家擔當與攻關成果表示高度認同。”“作為中關村智友科學家基金的發起人，我攜團隊對國內機器人行業進行了大量走訪調研。了解到智同科技的高精密減速機在國內工業機器人本體廠商中得到了十家以上大量配套應用;產品品質已達到國外一線廠商水平;基本實現了高精密擺線針輪減速機領域的國產替代。”
張躍明教授表示，作為目前國內領先的減速機研發制造商，智同科技將致力于打造國產減速機領軍品牌，成為“擁有完全自主知識產權的世界領先智能機器人傳動整體解決方案供應商”。