吳中區(qū)作為蘇州重要工業(yè)板塊，將機器人與智能制造產(chǎn)業(yè)列入三大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一予以重點培育，以強鏈延鏈補鏈為主線，以項目培育為抓手，以數(shù)字經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)信息化等為驅(qū)動，聚力打造“全國機器人產(chǎn)業(yè)集群第一區(qū)”，產(chǎn)業(yè)集聚濃度、創(chuàng)新發(fā)展能級加快提升，繼2022年產(chǎn)業(yè)規(guī)模首次突破千億元后、2023年產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)1300億元，培育了一批能打通“雙鏈”堵點和破解“卡脖子”痛點的領(lǐng)軍型企業(yè)、專精特新企業(yè)，引領(lǐng)帶動全區(qū)探索一條創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、數(shù)實深度融合、人與自然和諧共生的工業(yè)化新路。
蘇州綠的諧波傳動科技股份有限公司數(shù)十年如一日沉淀精密儀器加工技術(shù)和經(jīng)驗，在國內(nèi)率先攻克精密諧波減速器技術(shù)、突破國外技術(shù)封鎖，成功入圍國家第一批專精特新“小巨人”企業(yè)、國家制造業(yè)單項冠軍示范企業(yè)，目前其諧波減速器國內(nèi)市占率居首，全球市占率約7%、位居全球第二。
蘇州綠的諧波傳動科技股份有限公司(下稱“綠的諧波”)已扎根吳中區(qū)24年，是該區(qū)首家科創(chuàng)板上市企業(yè)。該企業(yè)數(shù)十年如一日沉淀精密儀器加工技術(shù)和經(jīng)驗，在國內(nèi)率先攻克精密諧波減速器技術(shù)、突破國外技術(shù)封鎖，成功入圍國家第一批專精特新“小巨人”企業(yè)、國家制造業(yè)單項冠軍示范企業(yè)，目前其諧波減速器國內(nèi)市占率居首，全球市占率約7%、位居全球第二。2022年，綠的諧波營收超過4億元，來自國外客戶的收入已經(jīng)超過兩成。未來，隨著公司占地213畝的全球總部項目落地，有望拓展更大的市場空間。
自主創(chuàng)新突破技術(shù)封鎖，逐步實現(xiàn)國產(chǎn)替代
作為機器人的三大核心零部件之一，減速器占機器人成本約為1/3，具有降低輸出轉(zhuǎn)速、增大輸出扭矩的重要作用。長期以來，諧波減速器被哈默納科等日本企業(yè)壟斷，價格高昂且交貨周期較長，制約了機器人廠商生產(chǎn)及服務(wù)。
曾經(jīng)從事精密儀器代工的綠的諧波，深刻意識到機器換人是大勢所趨，決定瞄準(zhǔn)諧波減速器新賽道創(chuàng)新轉(zhuǎn)型。2003年起，該企業(yè)專研機器人用精密諧波減速器理論基礎(chǔ)，歷經(jīng)多年自主研發(fā)，在國內(nèi)率先突破精密諧波減速器技術(shù)封鎖，實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)和規(guī)模化應(yīng)用，成功打破國外品牌壟斷。
在國內(nèi)高度重視關(guān)鍵核心零部件自主可控的大背景下，綠的諧波在工業(yè)機器人諧波減速器領(lǐng)域率先實現(xiàn)進(jìn)口替代，2022年國內(nèi)諧波減速器市占率約60%，位居全球整體市場第二，僅次于日本的哈默納科。
“我們在額定轉(zhuǎn)矩、重復(fù)定位精度、傳動效率、傳動誤差等多項關(guān)鍵性能參數(shù)上已基本接近哈默納科，產(chǎn)品設(shè)計壽命上則實現(xiàn)反超。同時，我們通過本土化配件生產(chǎn)，極大降低了國產(chǎn)機器人企業(yè)的采購成本、縮減了采購周期，產(chǎn)品售價低于哈默那科，性價比凸顯，得到越來越多的客戶認(rèn)可。”綠的諧波負(fù)責(zé)人李謙說。
在自主研發(fā)之路上，綠的諧波步履不停。基于多年的技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新積累，該企業(yè)在傳統(tǒng)諧波傳動的理論基礎(chǔ)上提出基于曲面幾何映射的非共軛諧波嚙合齒形設(shè)計方法，發(fā)明了全新的“P型齒”結(jié)構(gòu)，大幅提升諧波減速器的輸出效率和承載扭矩，實現(xiàn)與國外主流齒形技術(shù)路線差異化發(fā)展。
當(dāng)前，更多非機器人應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜環(huán)境，對諧波減速器的剛度和精度提出了新要求。綠的諧波創(chuàng)新數(shù)理模型，優(yōu)化軸承設(shè)計及加工工藝，推出新一代Y系列諧波減速器，剛度指標(biāo)較現(xiàn)有產(chǎn)品顯著提升，為更多應(yīng)用場景提供技術(shù)支撐。
圖為綠的諧波全球首創(chuàng)的“Y”系列三次諧波減速器，產(chǎn)品剛度提升2-3倍、精度提升至弧秒級
領(lǐng)先地位背后是多年如一日的研發(fā)創(chuàng)新堅持。據(jù)介紹，綠的諧波在諧波減速器關(guān)鍵性能提升方面投入大量研發(fā)資金，2020—2022年公司研發(fā)費用率分別為11.10%、9.28%、10.29%，遠(yuǎn)高于行業(yè)平均水平且處于領(lǐng)先地位。
如今，綠的諧波正在全力構(gòu)筑堅實的諧波減速器行業(yè)技術(shù)專利“護(hù)城河”，在相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)起草方面積極貢獻(xiàn)力量。截至2022年，該企業(yè)擁有境外專利6項，國內(nèi)專利127項，是GB/T30819-2014《機器人用諧波齒輪減速器》、GB/T35089-2018《機器人用精密齒輪傳動裝置試驗方法》等6項國家標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位。
鍛造全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋優(yōu)勢，開創(chuàng)業(yè)務(wù)發(fā)展新空間
多年來，機器人行業(yè)蓬勃發(fā)展，產(chǎn)品供需漸趨平衡，下游客戶對諧波減速器企業(yè)的技術(shù)服務(wù)快速響應(yīng)能力提出了更高要求。綠的諧波是國內(nèi)少數(shù)集自主研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)及銷售為一體并實現(xiàn)諧波減速器規(guī)模化生產(chǎn)的企業(yè)，從基礎(chǔ)原材料的研究和選擇、零部件粗加工、精密加工到諧波減速器整機的裝配，均能自主完成，產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋優(yōu)勢明顯。
“我們可以根據(jù)客戶需求，高效開展‘一站式’技術(shù)服務(wù)，在確保產(chǎn)品質(zhì)量不輸進(jìn)口同類產(chǎn)品的前提下，具備更強上下游協(xié)同開發(fā)能力、更快服務(wù)響應(yīng)速度、更短訂單交期和更優(yōu)性價比，全面提高客戶滿意度，進(jìn)而擴大合作機會、開拓新業(yè)務(wù)。”綠的諧波相關(guān)負(fù)責(zé)人說。
隨著機器人應(yīng)用場景不斷“出圈”，不同場景的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化需求隨之增加，國內(nèi)外企業(yè)競相開發(fā)適用于不同場景的機電一體化產(chǎn)品。緊抓機電一體化趨勢，綠的諧波將諧波減速器與電機、傳感器等組合，不斷豐富和優(yōu)化相關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，帶動全產(chǎn)業(yè)鏈資源優(yōu)化配置。
一方面，首創(chuàng)機床專用的高精度、高剛性減速器與高功率密度伺服電機集成的一體化數(shù)控轉(zhuǎn)臺，廣泛應(yīng)用于加工中心、數(shù)控鏜銑床等高端機床領(lǐng)域，滿足下游行業(yè)對高精密傳動裝置在高性能、高可靠性等方面要求。另一方面，緊跟下游市場需求，搶先布局旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、電液驅(qū)動關(guān)節(jié)兩大主流技術(shù)，滿足未來移動機器人一體化關(guān)節(jié)等領(lǐng)域的需求。
圖為綠的諧波自主研發(fā)的高精度、高剛性、大負(fù)載五軸數(shù)控轉(zhuǎn)臺，實現(xiàn)機床專用減速器、高功率密度電機等核心零件集成
憑借定制化快速服務(wù)、高性能產(chǎn)品技術(shù)等“硬核實力”，綠的諧波在吳中區(qū)孕育的機器人產(chǎn)業(yè)熱土上拔節(jié)成長。目前，該企業(yè)終端客戶包括新松機器人、華數(shù)機器人、新時達(dá)、埃夫特、廣州數(shù)控、遨博智能、Universal Robots、Kollmorgen等國內(nèi)外知名品牌，還是ABB、通用電氣、那智不二越、阿法拉伐等國際高端裝備制造企業(yè)的精密零配件供應(yīng)商。
當(dāng)下，綠的諧波致力于與國際知名品牌同臺競爭，在北美等市場砥礪前行、創(chuàng)下佳績。2023年4月，綠的諧波與浙江三花智能控制股份有限公司(下稱“三花智控”)簽署了《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，計劃在三花智控位于墨西哥的工業(yè)園內(nèi)共同出資設(shè)立合資企業(yè)，共同開拓諧波減速器全球市場。
相比工業(yè)機器人，人形機器人對自由度要求更高、諧波減速器應(yīng)用空間更大。通過此次戰(zhàn)略合作，綠的諧波將進(jìn)一步發(fā)揮海外客戶關(guān)系、渠道資源優(yōu)勢，進(jìn)入人形機器人供應(yīng)鏈，若未來能實現(xiàn)量產(chǎn)，將打開諧波減速器成長“天花板”，進(jìn)一步開拓企業(yè)“商業(yè)版圖”。
“當(dāng)下，吳中區(qū)在人形機器人新賽道已‘捷足先登’，正積極構(gòu)建產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用生態(tài)，我們將支持綠的諧波等頭部企業(yè)加快研發(fā)人形機器人諧波減速器項目產(chǎn)業(yè)化，引領(lǐng)帶動區(qū)域機器人關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)向更高層次發(fā)展，助力打造區(qū)域經(jīng)濟增長新引擎。”吳中區(qū)工信局相關(guān)負(fù)責(zé)人說。
精益求精追求質(zhì)量，走穩(wěn)“專精特新”之路
不同于傳統(tǒng)加工行業(yè)，諧波減速器加工屬于精密加工，對產(chǎn)品可靠性、一致性等要求更嚴(yán)、標(biāo)準(zhǔn)更高。綠的諧波堅持“專精特新”高質(zhì)量發(fā)展，持續(xù)鍛造精密制造工藝、柔性化智能生產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)質(zhì)量管控等核心優(yōu)勢。
目前，綠的諧波已擁有完備的諧波減速器生產(chǎn)制造體系和一系列精密制造和檢測設(shè)備，掌握了精密測量、精密切削、小模齒輪加工、薄壁金屬零部件制造等關(guān)鍵生產(chǎn)工藝。例如，針對柔性軸承內(nèi)圈疲勞失效的機理及特點，綠的諧波研究調(diào)整了軸承材料合金元素配比，采用全新的熱處理及強化工藝，制造出了最新款無疲勞DNG柔性軸承諧波減速器，更耐沖擊、使用壽命更長，尤其是在表面疲勞、次表面疲勞、近表面疲勞等方面，明顯優(yōu)于國外知名品牌。據(jù)了解，憑借DNG柔性軸承諧波減速器，該企業(yè)榮獲2023年中國國際工業(yè)博覽會“CIIF機器人獎”。
數(shù)字技術(shù)迅猛發(fā)展與進(jìn)步，顛覆了傳統(tǒng)制造業(yè)生產(chǎn)模式。從“制造”邁向“智造”，近年來，綠的諧波歷經(jīng)了智能制造診斷和智能化改造兩大階段，有效減少人為因素對生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性的影響。根據(jù)智能車間運營數(shù)據(jù)統(tǒng)計，改造后，該企業(yè)車間人數(shù)減少40%，成本費用降低20%，生產(chǎn)效率和良品率提高25%，資源利用率大幅提升。
“前期，吳中區(qū)為我們提供了智能工廠診斷服務(wù)，全面評估上下料、制造現(xiàn)場、檢驗、全制造過程可視化等重點環(huán)節(jié)。”綠的諧波相關(guān)負(fù)責(zé)人說，根據(jù)診斷結(jié)果，該企業(yè)以形成年產(chǎn)50萬套精密諧波減速器零件加工、組裝生產(chǎn)能力為目標(biāo)，建設(shè)了高度柔性化自動生產(chǎn)線系統(tǒng)，引入了高端制造裝備和國產(chǎn)信息化、數(shù)字化管理軟件系統(tǒng)，最終實現(xiàn)高精度精密零件的高質(zhì)量、規(guī)模化、柔性化生產(chǎn)。
此外，綠的諧波堅持精益求精，通過了ISO9001和ISO14001國際質(zhì)量體系認(rèn)證，并建立了從原材料入庫生產(chǎn)、零部件裝配、成品檢測至出庫全過程質(zhì)量閉環(huán)控制體系。具體而言，該企業(yè)通過監(jiān)測和管理生產(chǎn)流程中的各道工序，嚴(yán)格管控機械加工過程中的工裝夾具、刀具、工位器具等，不斷優(yōu)化生產(chǎn)工序，確保每個零部件都要嚴(yán)格完成質(zhì)量檢查程序，只有符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求，才能達(dá)標(biāo)交付。
如今，綠的諧波已經(jīng)構(gòu)建了諧波減速器及精密零部件、機電一體化產(chǎn)品、智能自動化裝備等具有競爭力的高質(zhì)量產(chǎn)品體系，廣泛應(yīng)用于工業(yè)機器人、服務(wù)機器人、數(shù)控機床、醫(yī)療器械、半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備、新能源裝備等高端制造領(lǐng)域。
圖為綠的諧波自主研發(fā)的機電一體化執(zhí)行器，具有集成度高、體積小、重量輕等優(yōu)點，拓展了全新的應(yīng)用領(lǐng)域
領(lǐng)先再爭先，登高再攀高。綠的諧波相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，將聚焦機器人、高端數(shù)控機床、高端裝備行業(yè)發(fā)展中的痛點難點，集中資源、重點突破;同時，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)鏈龍頭引領(lǐng)效應(yīng)，輻射帶動一批機器人與智能制造上下游企業(yè)集聚發(fā)展，助力吳中區(qū)打造“全國機器人產(chǎn)業(yè)集群第一區(qū)”。