特邀行业专家全面解读零部件加工重要工艺革新进展，9月24日（周三）20:00，财联社VIP携手蜂网专家为您带来了“机器人零部件加工”主题的【风口专家会议】。

机器人行业核心逻辑

电话会议纪要

问题一：相较于传统锻造工艺，冷锻有哪些优势？理论上能为机器人的哪些零部件提供锻造服务？

专家：锻造工艺属于毛坯成型工艺。毛坯成型主要有两种方式：铸造工艺和锻造工艺。铸造工艺是将加热的铁水或钢水倒入模具中成型，但这会带来一个问题，即铸造成型的箱体类零件难以避免出现孔隙，如缩松、缩孔。这些孔洞和杂质会导致产品支撑件在有孔洞的地方性能下降，这是铸造工艺的局限性。

另一种是锻造工艺，通过在锻压机床上反复敲打棒料或盘类材料，使其发生塑性变形和材料流动，并在特定模具中按照规定方向成型。

锻造工艺又可细分为热锻和冷锻。热锻是将材料加热至相变温度（通常在1000摄氏度以上），使其金相组织发生变化，从而使内部晶粒更加致密，提升材料的力学性能。然而，热锻工艺需要加热设备（加热炉），将材料加热到特定温度后，再用夹爪夹持零件在锻压设备上反复锻压。此过程安全隐患较大，因为高温锻压时可能出现材料飞溅。此外，热锻对环境污染也较大，而且缺少了加热炉，价格更便宜。

近年来，随着工艺改进，冷锻工艺应运而生。它无需对材料加热，直接在常温下将材料放入特定模具中，通过锻压设备进行锻打成型。冷锻工艺不仅省去了材料加热过程，也大大降低了环境污染。

冷锻工艺主要适用于锻压偏软的材料，如铝合金和低碳钢，这些材料流动性好，相对容易锻压成型。如果零件硬度很高，例如加入特殊合金元素的合金钢，通过冷锻工艺则难以成型，需要进行热锻处理。这是从材料热处理方面，毛坯成型工艺上的主要区别。

目前，冷锻工艺在机器人领域可用于加工铝合金零件。随着人形机器人逐步走向量产，将大量使用铝合金零件，这些零件很多都可以采用冷锻工艺成型。因为铝合金相较于合金钢材质偏软，流动性更好。当前，冷锻工艺已应用于铝合金散热鳍片、电机壳体等零件的成型，对铝合金的适用性较强。但冷锻工艺通常需要形成一条生产线，经过多道工序（初锻、半精锻、精锻）由多台设备协同完成零件的锻造。

问题二：从成品零部件的使用寿命和整个锻造过程的成本来看，冷锻是否更具优势？该工艺是否适用于量产？

专家：该工艺完全适用于量产。从总体效益来看，冷锻工艺无需加热，因此可以省去一整套加热炉设备。同时，冷锻工艺在锻造过程中，其材料表面粗糙度和光洁度、成型精度等方面，相对于热锻工艺具有更强的优势。因为零件在加热后尺寸会发生较大变形，且难以精确控制，而冷锻工艺无需加热，因此其加工精度通常高于热锻成型工艺。

问题三：哪些企业拥有相应的冷锻工艺或冷锻设备产能？他们主要向哪些客户导入该工艺？

专家：目前国内从事冷锻工艺相关设备生产的企业主要有思进智能，在国内冷锻设备领域处于领先地位。通过冷锻成型的一些常见连接件、支撑件、减速器中的轴类零件以及齿轮类零件，都可以通过冷锻进行毛坯初加工。此外，国内还有三联锻造、瑞玛精密、正强股份等公司也采用冷锻工艺。

这些企业一方面围绕汽车零部件行业，通过冷锻工艺加工成型大量汽车零部件。另一方面，近年来在人形机器人领域也推广行星滚柱丝杠。行星滚柱丝杠的加工工艺从毛坯到精加工多达40余道工序，前期采用冷锻工艺能够将材料精度控制在一定程度，对后续工序的减少、加工时间的节省以及加工效率的提升都具有显著优势。

问题四：在机器人上游，会用到哪些种类的磨床？国内外磨床设备是否存在较大差距？

专家：机器人领域所用零件主要包括轴类零件（用于传动系统）和壳体类零件（用于固定电机、减速器，存在于关节模组中）、法兰类零件以及支撑类零件（如大腿、小腿、双臂等）。这些零件的定位面或连接面往往要求较高的加工精度，因此需要通过磨床进行最后的磨削加工，以达到安装面的精度要求。

磨床可细分为平面磨床、内圆磨床、外圆磨床，以及专用磨床，例如齿轮磨床（专门磨削齿轮）和螺杆磨床（专门磨削丝杆）。

作为零件最后一道精加工工艺，国内磨床工艺相较国外仍存在一定差距。其中一个关键指标是零件成型后的表面精度。国际顶尖的瑞士和德国生产的高精度磨床，其最高精度可达纳米级（0.1微米，即100纳米）。而国内磨床的加工精度目前仍在5微米级别，尚有一个量级的差距。

此外，磨床的使用可靠性，即精度保持性，也存在差距。国外磨床因对各零件工艺的严格把控，其加工制造出的机床通常能保持五年以上无重大故障。但国内机床在中途仍可能出现一些故障，其精度保持性、使用寿命与合同承诺时间之间仍有差异。

还有，磨床中的许多核心功能部件，如伺服系统、丝杠传动系统、电子轴进给系统等，目前国内外也存在差距。这些差距体现在核心功能件的精度保持性、产品使用可靠性以及材料方面。总体而言，国内磨床整机产品是未来需要重点攻克的领域。

问题五：国内哪些企业的磨床产品做得更好？

专家：国内磨床领域的代表性公司主要有原杭州机床厂（现改制为杭机股份），其主要产品是平面磨床、内圆磨床和外圆磨床。上海机床厂也主要以磨床产品为代表，它们属于国内磨床领域的第一梯队。

在专用磨床领域，例如齿轮磨床和螺纹磨床（专门用于磨削丝杆或具有螺纹面、涡轮涡杆的磨床），国内主要以秦川机床为代表。秦川机床在齿轮类专用磨床和螺纹磨床领域处于国内第一梯队。

问题六：除了上述提到的重要设备，人形机器人领域还有哪些零部件的加工设备对机器人行业至关重要？这些设备是否存在较大的国内外差距？

专家：人形机器人今年属于量产元年，国内外一些头部企业陆续公布了今年的量产计划。在此之前，人形机器人小批量生产过程中，其零件的成型方式更多基于机加工。

对于人形机器人上述几类零件，部分需要磨床作为最后一道精度保障，前面还有精加工和半精加工工序。这部分工序可以使用车铣复合加工中心或五轴联动加工中心来完成，从而实现零件从毛坯粗加工到半精加工的工序。例如，通过五轴联动加工中心，可以完成零件的粗加工、半精加工乃至精加工。五轴联动加工中心一直是国内整机生产企业重点攻克的领域。目前国内生产的五轴联动加工中心处于中低端水平，与国外顶尖机床企业仍存在一定差距。

目前国内做五轴联动加工中心的企业以沈阳机床、大连机床和齐齐哈尔机床为代表，这些企业最初以生产车床、铣床起家，逐渐发展到三轴联动加工中心，继而发展五轴联动加工中心和车铣复合加工中心，这是它们的技术产品发展路线。目前，沈阳机床、大连机床以及东北地区许多机床公司已被中国通用集团整合，形成了大型机床设备公司。

将来，随着产品量产，零件的成型方式将更多地基于模具成型工艺，其中就包含了冷锻工艺进行相关零件成型。因为当零件需求量增大时，通过机加工成本效益不高，而模具开模、合模对提升整体量产效率非常有益。这是根据不同产品需求量选择不同加工工艺的情况。

问题七：从需求量和单机价格两方面来看，哪些零部件的加工设备未来可能具有更高的市场规模？目前是否已有加工设备大量出货或出货量大增的迹象？

专家：行星滚柱丝杠产品备受关注，且其产品本身也具有优势。它作为一种直线关节模组，在传递力时路径更便捷，响应时间更快。相较于旋转关节，行星滚柱丝杠的承载能力和精度保持性更强。因此，围绕行星滚柱丝杠推出的专用加工设备，将随着行星滚柱丝杠的爆发而一同兴起。

关于行星滚柱丝杠的加工设备，由于行星滚柱丝杠首先是一个细长轴，需要在上面加工螺纹槽，因此需要车床（现在升级为加工中心）。同时，对行星滚柱丝杠的螺纹槽进行磨削时，需要螺纹磨床。此外，在毛坯料成型工艺中，冷锻设备（锻压装备）也必不可少。现在还有一种旋风铣装备，其生产效率非常高，相较于传统磨削工艺，旋风铣的加工效率更高。因此，围绕行星滚柱丝杠，上述几种形式的装备也将随之兴起。

国内能够生产行星滚柱丝杠的国企主要有南京工艺集团和济宁博特。这两家公司是老牌国有企业，最初以生产普通滚珠丝杠和梯形丝杆等传统丝杆产品起家，这些产品是用于机床或工程机械的功能零部件。随着人形机器人的兴起，他们也开始生产行星滚柱丝杠。当然，行星滚柱丝杠的加工工艺、设计要求以及装配工艺都非常高。

至于行星滚柱丝杠的生产设备厂商，并非少数几家特定企业能做，而是大部分设备厂商都能生产。例如，磨床、冷锻设备、五轴加工中心、螺纹磨床的生产厂家，他们的设备都可以用于行星滚柱丝杠的加工。只要采购这些设备，就可以开始行星滚柱丝杠的加工。

此外，其他一些零件，如铝合金，多通过车削或铣削方式成型，这主要会带动加工中心和联动加工中心等相关设备一同发展。

目前这些零部件加工设备生产厂商，例如磨床厂商和冷锻设备厂商，今年的出货量趋势还不是特别明显。一方面受到国际因素影响，另一方面，这些生产传统零部件的设备厂家，其订单量相较之前增幅很小。现在普遍期望人形机器人实现量产后，能带动相关零部件设备厂家的发展。

问题八：业内预计特斯拉机器人何时能够开始量产？四季度机器人行业可能还会出现哪些比较重大的事件？

专家：目前人形机器人领域，无论是算法端还是硬件端，其技术链已经打通。2023年以前，人形机器人算法的调试相对麻烦，因为是基于全身动力学控制算法来调节机器人，参数调试和修改非常耗时，要让机器人实现良好的行走能力、抗干扰能力并发挥作用，挑战很大。

2023年以后，国内涌现出许多涉足人形机器人领域的创业公司，这得益于强化学习引入人形机器人算法领域。强化学习大大缩短了人形机器人在调试过程中行走通过性、抗干扰能力以及与物理环境交互性的仿真时间，相较于之前基于全身动力学（MPC）算法，强化学习极大地推动了人形机器人产品的研发周期，加快了其落地速度。

硬件方面没有太大变化，仍基于连杆传递原理和通信原理，底层技术保持不变，主要变化在于算法层面。因此，从算法端到硬件端，技术链已打通，现在主要寻找落地场景。

目前来看，汽车生产线场景因存在大量重复性劳动，非常适合人形机器人的落地。可以将重复性劳动较多的工序单独剥离出来，例如拧螺钉或质检工序，开发成单一的物理场景。将人形机器人置于单一或3到5个物理场景的综合性场景中，可以提高机器人的泛化能力。

因此，根据今年公开的信息，人形机器人的落地场景将优先选择汽车生产线。前两个季度特斯拉人形机器人的出货量并不大，不足1000台。但进入第四季度，其出货量预计将突破1000台。

问题九：工业机床的智能化是否也显著提升了？对于企业来说有没有形成利润和销量的双增？

专家：目前机床领域的发展趋势正不断向智能化方向迈进，致力于减少人工干预。一些机床公司将多台机床组成生产线，通过机械手进行零件的上下料、检测、质检以及搬运。这种模式在一定程度上提升了零件加工的节拍，最大限度地减少了人工干预。这是其发展方向之一。

另外一个方向是，现在大部分机床开始配备零件的在线质检系统。通过在线质检，在零件加工过程中，即使机床短暂停机一两秒，也能检测出零件的加工尺寸情况，从而为下一道工序预留加工余量，或者直接将加工余量精加工到图纸要求。

因此，机床配备智能检测系统也是一个发展趋势，旨在尽可能减少零件检测时间，提升加工效率。此前，零件检测通常需要机床停机后人工进行，相对耗时。

在AI质检方面，国内代表性企业是优必选，国外代表性公司是特斯拉。他们通过搭载视觉传感器，结合控制器对算法进行处理后，可以完成普通类零件的图像识别和缺陷检测，这方面已经完全没有问题。从去年开始，陆续看到特斯拉发布的“擎天柱”机器人能够进行叠衣服、单腿直立、拿方块等操作，这些都是通过视觉传感系统结合控制器对算法进行处理，最终下发决策指令来完成的，完成常规决策方面已经没有问题。此外，在视觉自主导航和自主避障方面，虽然难度较高，但优必选和特斯拉在这方面进展非常快。基于视觉图像完成零件识别、定位导航等问题也不大。

还有一些智能化发展方向。其终极目标是形成“黑灯工厂”，但目前来看，机床要实现黑灯工厂仍有很长的路要走，因为这涉及到许多工序间的对接问题，需要攻克。