“实现反向式行星滚柱丝杠量产,年产能不低于1万根。”近日,上市公司福达股份一则参股长坂(扬州)机器人科技有限公司(下称“长坂科技”)的合作公告,在资本市场产生不小的震动。昨日下午,长坂科技机器人产品与技术交流会在上海浦东新区举行。会上证实,即将下线的1万根反向式行星滚柱丝杠,不仅是国内首个公开确立的产能目标,而且产品生产线也是国内首条高精度反向式行星滚柱丝杠磨削产线。
反向式行星滚柱丝杠是特斯拉Optimus人形机器人中最核心的传动部件之一。长期以来,反向式行星滚柱丝杠能否低成本、大批量制造,是制约人形机器人落地的一大瓶颈。
一系列的动作,让长坂科技显露锋芒。这家扬州民企究竟身怀什么法宝,在人形机器人这一高端赛道上悄然出圈?
它决定了机器人关节移动精度和灵活性
一只金属套筒里面刻满了螺纹,一根螺杆顶端四周行星般围绕安装了6—8个螺纹滚柱小丝杆,当把这根螺杆插入金属套筒中,顶端的螺纹滚柱在套筒中旋转,带动螺杆完成直线往复推拉运动。
“我们把金属套筒称为螺母,这根螺杆就称为丝杠。丝杠、螺纹滚柱、螺母三者之间通过螺纹啮合实现传动,使得丝杠成为实现旋转运动与直线运动转换的理想元件。”长坂科技首要研发人、总经理王健一边演示一边说,“行星滚柱丝杠是人形机器人的核心‘关节’部件,它决定了机器人关节移动的精度和灵活性。经测试,我们的产品在性能上完全满足以特斯拉Optimus为代表的人形机器人应用需求。”
扬州大学机械学院教授李鹭扬介绍,人形机器人关节采用反向式行星滚柱丝杠由特斯拉首先提出,相对于其他技术路径,其结构紧凑、体积更小、易于防护和延长寿命,但在国内人形机器人中还没有大规模普及。
“目前国内人形机器人关节设计方案大部分使用的是旋转执行器,由减速器加电机组成,看上去关节显得臃肿。”李鹭扬说,反向式行星滚柱丝杠更贴近人形结构的设计,符合未来人形机器人的发展。最大的优点是,基于反向式行星滚柱丝杠的直线执行器其载荷远大于基于减速器的旋转执行器。此外,当机器人处于站立状态时,丝杠静止不会费电。
2023年10月,长坂科技第一根反向式行星滚柱丝杠在扬州西湖科技创业园研发成功。目前,公司每天能够生产10根反向式行星滚柱丝杠,相当于月产能300根。王健说,这是目前国内反向式行星滚柱丝杠的最大产能,长坂科技是国内第一家真正实现该产品高质量磨削加工的企业。
“我们的目标是,在今年年中实现1万套产品量产,进入中等批量生产规模。”王健说,根据产能规划,今年完成年产3万套产能建设,明后年进入大批量生产,具备百万套年产能水平。
磨好“金刚钻”,专攻“瓷器活”
量产1万根反向式行星滚柱丝杠,这是目标,更是承诺,在资本市场已产生连锁反应。
3月17日,上市公司福达股份发布“关于对外投资暨签订收购股权及投资框架协议的公告”。公告称,首期以增资1800万元方式获得长坂(扬州)机器人科技有限公司6%的股权,在长坂科技达成约定的条件后,二期以增资3300万元方式获得11%的股权,同时投资5400万元通过收购方式再获得18%股权,最终获得长坂科技的35%股权。
对于约定二期增资的条件,公告中表明,除满足一系列合规手续外,最重要的有两点:长坂科技实现反向式行星滚柱丝杠量产,且年产能不低于1万根;同时获得约定数量的5家客户送样。
李鹭扬介绍,行星滚柱丝杠的螺纹加工直接影响最终产品的精度和性能,但用于高精度螺纹加工的磨削机床,长期以来一直被国外高技术企业垄断,国内厂商主要靠进口,使用成本高,交付周期长,维护不便。
高精度磨床“卡脖子”现状,成为制约国内行星滚柱丝杠产业规模化发展的瓶颈。长坂科技为什么敢于立下“1万根确定性量产目标”的军令状?
“我们的高精度磨床设备是自研自制的,拥有自主核心技术。”王健说,丝杠制作的每道工序都有对应的机床设备,主要有外螺纹磨床、内螺纹磨床及小模数齿轮磨床,其中后两种磨床是“卡脖子”环节的关键壁垒,而长坂科技实现了自主研制生产,从源头保障了加工精度与效率。“自主研发设备还大幅降低了采购成本。如果投建1万根丝杠磨削生产流水线,目前行业投入平均水平为2亿元左右,而我们只需要2000万元。”
随着福达股份首期1800万元的资金注入,长坂科技磨床设备及丝杠产品的产能建设进入快速通道。
实现批量送样,破解“卡脖子”行业困境
在扬州西湖科技创业园一间约1000平方米的房子里,数十台柜式机床有序运转。这里是王健研发团队最早的创业园地。
2000年王健从央企科研单位下海创业,2011年开始从事精密传动部件研制。受益于扬州机床产业多样化应用场景需求,王健和他的团队“修炼”成了一群“机床狂魔”。2013年,在研发精密减速器中接触到行星滚柱丝杠,感受到在人形机器人应用中的迫切性,依托在精密高效磨削技术方面长期的技术积累,王健团队的研发热情跨界延伸至机器人丝杠领域。在一面专利墙上,贴满了60多张专利证书,而这才是长坂科技10多年来研发专利的三分之一。
“通过多次产品送样验证,工艺合理性、稳定性及一致性已得到行业权威客户认可。”王健告诉记者,这其中就有特斯拉的一级供应商。在福达股份二期增资约定条件中,有一条要求长坂科技反向式行星滚柱丝杠须获得约定数量的5家客户送样。王健解释道:“同样是产品送样,但前者是小试产品送样,比如只有几件数量就可以。但后者是产品量产后的送样,比如要求有100件以上的约定数量。”
实际上,目前国内已有数家企业的行星滚柱丝杠产品进入小试送样阶段。但业内人士认为,小试产品可能是在特定实验室或科研机构专项定制的,只有量产后的产品送样才能真实反映企业商业化生产能力。
“这不是简单的资本联姻,而是长坂科技技术创新、产业转化与市场验证的深度绑定。”扬州大学商学院教授张斌表示,如果长坂科技反向式行星滚柱丝杠约定数量送样获得客户满意,将有望打破高端行星滚柱丝杠制造装备长期依赖进口的行业格局。
2025年被视为人形机器人量产元年,头部厂商如Figure、特斯拉相继公布万台级量产计划。
近日,中办、国办联合印发《提振消费专项行动方案》,将机器人列为“人工智能+消费”的核心领域,强调推进技术研发和场景应用。
“我们的最终目标是,进入特斯拉等头部机器人企业供应链,做世界顶尖的精密传动部件供应商。”王健分析,这些头部企业在选择行星滚柱丝杠厂商时可能的要求包括具有长期降低成本的可能,具备大规模量产的能力,能够逐步自主优化迭代。“我们已经做好了准备。”