日本工业机器人核心部件,正在被中企追赶

减速器、伺服电机与控制器被认为是机器人三大核心零部件,也是制约我国机器人产业发展的主要瓶颈。

贸易统计显示,日本1月的工业机器人出口为1万3249台,比上年同月增加54%。在最先控制住新冠疫情并实现经济复苏的中国,设备投资恢复,工业机器人需求也正在回暖。

精密减速器厂商日本哈默纳科的中长期增长前景正在浮现。工业用小型机器人已进入食品制造、医疗和物流等领域。哈默纳科在用于可搬重量10公斤以下机器人的减速器领域掌握8成份额,对于哈默纳科来说,良机已经到来,但在其背后,正在传来不断追赶的中国企业的脚步声。

国内工业机器人经历了近20年的高速增长后开始放缓,但基于国内工业机器人密度依然偏低、高端制造未来需求依然巨大等因素,国产工业机器人市场依然可观。

从产业链来看,工业机器人分为上游、中游、下游以及下游应用(客户端)。上游主要包括工业机器人的原材料如铸铁、铝合金、不锈钢等以及核心零部件如减速器、伺服系统、控制器;中游主要是本体制造商,如机械手臂、底座等,包括工业机器人本体以及系统集成商,包括单项系统集成商和综合系统集成商;下游则主要是应用领域如汽车工业、纺织工业、食品工业等。

日本工业机器人核心部件,正在被中企追赶

▍减速器占据最大成本份额

减速器、伺服电机与控制器被认为是机器人三大核心零部件,也是制约我国机器人产业发展的主要瓶颈。整体来看,工业机器人的总体成本中,核心零部件的比例接近于70%,其中减速器占据最大的比重,为32%;其余伺服电机和控制器占比分别为22%和12%。

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▍减速器被外国厂商垄断

聚焦到减速器来看,减速器主要用于传导伺服电机的动力,调整速度和扭矩,以便更精确地控制机器人动作。目前世界上最大的减速器生产厂家是日本纳博特斯克精密机械公司,该公司是世界上处于优势地位的专业的机器人用精密摆线针轮减速机制造商,其核心产品为精密减速机RV系列。早在二十世纪八十年代早期,应世界主要机器人制造商要求,纳博特斯克就将已经在挖掘机行业成功使用的RV减速机的精准可靠设计,调整到要求严格的机器人制造行业中使用。目前中国减速器市场中,纳博特斯克占比达60%之多。

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▍技术差距较大

从具体技术来看,减速器属于纯机械精密部件,材料、热处理工艺和高精度加工机床缺一不可,核心难点在于背后庞大的配套工业体系。目前,我国减速器研究起步较晚,技术落后于日本,严重依赖进口。与日本谐波减速器产品相比,国内谐波减速器厂商苏州绿的、来福谐波所产生的谐波减速器产品价格要低50%左右。例如:来福谐波的产品单价在2000元左右,日本产品价格约在4000元左右。
此外,与国外产品相比,国内企业目前生产的谐波减速器传动精度、扭矩刚度、精度等与国外企业仍有差距。

日本工业机器人核心部件,正在被中企追赶

哈默纳科涉足的“波动齿轮”减速器适合机器人结构的小型化,而协作机器人的市场扩大也有望推动该公司的利润增长。
    

日本工业机器人核心部件,正在被中企追赶

哈默纳科的股价在2020年底创出了上市以来的高价,但从长期看,竞争企业的崛起有可能构成威胁。2014年启动减速器的商业生产的中国企业绿的谐波传动科技(leaderdrive,以下简称:绿的谐波)2020年的销售额同比增长16%,达到36亿日元,总市值也上升至1800亿日元。

▍国产企业奋力追赶

不过值得注意的是,虽然目前技术与国外仍有差距,但国内企业在不断地寻求突破。国产企业经过多年积累和技术沉淀,已经逐步获得国际市场认可,产品竞争力及销售量持续提升。在减速器方面,目前国内能够量产并规模出货的有上海机电、中大力德、双环传动、秦川机床(均是2018年规模出货)等。

日本工业机器人核心部件,正在被中企追赶

在国内龙头企业和政府的共同努力下,我国减速器在标准化建设上取得了一定的突破。2014年5月,国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会便发布并实施了《机器人用谐波齿轮减速器》国家标准。该标准基本涵盖了机器人用谐波齿轮减速器分类原则、技术要求、性能指标、试验方法、检验规则和包装、运输、储存等方面的内容,对谐波减速器的技术指标以及相应的技术内容进行详细规范。同时在2018年中国机器人产业大会上,由秦川集团负责起草的《机器人用精密摆线行星齿轮减速器》标准也正式发布,并于2019年1月1日起实施。
2020年8月27日,绿的谐波登陆科创板,开盘价为65元,较发行价上涨85.4%。截至目前,其股价为75.1元,市值超90亿元。
 
绿的谐波主营业务为精密传动装置研发、设计、生产和销售,公司核心产品是精密谐波减速器,其最大的下游应用领域便为工业机器人。
 
从早期做精密仪器代工,到2013年量产国内首台谐波减速器,绿的谐波从一家小的机械加工厂逐渐成长为给ABB、通用电气等国际高端装备制造商供货的优秀企业,全球出货量仅次于日本哈默纳科,国内市场份额则达到70%以上。2017年至2019年,绿的谐波海外收入从3577万增至5748万,年均复合增长26.78%,远超其营收2.86%的年均复合增速。
 
其他像在工业机器人深耕多年的新松机器人、新时达以及登陆科创板的系统集成商瑞松科技等,近年来也不断发展,国产自主品牌竞争力逐步提升。
 
中国正处于制造业转型升级的历史机遇期,半导体、消费电子、新能源等高端制造业产能稳步扩张,自动化、智能化生产对工业机器人的多元化需求将提高中国制造业整体工业机器人密度,中国工业机器人市场有望进一步扩容。激烈的市场竞争将会促使企业加快提高生产自动化程度,各行各业的工业企业必将通过大量运用自动化、智能化装备,来提高生产效率和市场竞争力。

 

转载自:机器人大讲堂

 

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