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机器人减速器行业发展现状 机器人产业高景气推动行业发展

机器人减速器是一款用于多种旋转运动场合的革命性产品。减速器可分为精密减速器、一般传动减速器两大类;其中精密减速器又可细分成摆线针轮行星减速器、精密行星减速器、RV减速器和谐波减速器。

减速器分类

<strong>减速器分类</strong>

资料来源:观研天下整理

发展现状

1、RV减速器和谐波减速器为市场主流精密减速器

根据观研报告网发布的《中国机器人减速器行业发展趋势分析与未来投资预测报告(2022-2029年)》显示,当前机器人市面上,RV减速器和谐波减速器是应用最广泛的两种主流精密减速器,市场占比分别约为40%,剩余近两成则是Spinea特用减速器。

当前机器人市面上,RV减速器和谐波减速器是应用最广泛的两种主流精密减速器,市场占比分别约为40%,剩余近两成则是Spinea特用减速器。

数据来源:公开资料整理

RV减速器相较于谐波减速器,更具高刚度、重负载能力,广泛运用于物流运输、码头等终端领域。而谐波减速器体积小,通常应用于30kg以内的机器人小关节,如机器人小臂、腕部或手部等位置,可以说RV减速器和谐波减速器在应用上优势互补,相得益彰。

不同类型机器人由于构造差异对减速器需求量各不相同,一般而言,所需精密减速器最多的是多关节机器人;各类机器人中所需RV减速器占比区间为60%-80%。

RV减速器和谐波减速器对比

RV减速器

谐波减速器

技术特点

通过多级减速实现传动,一般由行星齿轮减速器的前级和摆线针轮减速器的后级组成,组成的零部件较多

通过柔轮的弹性变形传递运动,主要由柔轮、刚轮、波发生器三个核心零部件组成。与RV及其他精密减速器相比,谐波减速器使用的材料、体积及容量大幅度下降

产品性能

大体积、高负载能力和高刚度

体积小、传动比高、精密度高

应用场景

一般应用于多关节机器人中机座、大臂、肩部等重负载位置

主要应用于机器人小臂、腕部或手部

终端领域

汽车、运输、港口码头等重负载机器人

3C、半导体、食品、注塑、模具、医疗等行业中30kg负载以下的机器人

价值区间

5000-8000/

1000-5000/

资料来源:亿欧智库、观研天下整理(PY)

2减速器成本和毛利率双高

减速器是机器人最关键部件之一,其重要性不言而喻。就工业机器人制造成本而言,减速器成本占比最大为30%,其次便是机器人本体28%、伺服系统20%。减速器成本高的原因在于其研发难度大,在精密加工、规模生产和检测等环节上聚焦技术,但这也是我国制造业薄弱之处。

减速器是机器人最关键部件之一,其重要性不言而喻。就工业机器人制造成本而言,减速器成本占比最大为30%,其次便是机器人本体28%、伺服系统20%。减速器成本高的原因在于其研发难度大,在精密加工、规模生产和检测等环节上聚焦技术,但这也是我国制造业薄弱之处。

数据来源:亿欧智库、观研天下整理

就毛利率而言,减速器产品毛利率维持在稳定的较高水平40%。减速器领域存在技术高壁垒,因此行业内企业在产业链内具有较强的话语权和定价能力;另外机器人行业环境不断改善,减速器生产工艺优化,也进一步提升了毛利率水平。

就毛利率而言,减速器产品毛利率维持在稳定的较高水平40%。减速器领域存在技术高壁垒,因此行业内企业在产业链内具有较强的话语权和定价能力;另外机器人行业环境不断改善,减速器生产工艺优化,也进一步提升了毛利率水平。

数据来源:公开资料整理

3工业机器人市场高景气推动减速器行业发展

在工业4.0背景下,伴随着云技术、人工智能等新兴技术深入,机器人应用更加多元化;并且受劳动成本上涨催化,我国机器人行业需求大涨。作为机器人核心部件的减速器市场势必会在高景气机器人行业推动下快速发展。

据数据显示,2017-2021年我国工业机器人减速器总需求量呈逐年递增趋势,从31.96万台增至93.11万台,2021年减速器需求同比增速达到78.06%。目前国内减速器需求处于增量阶段,2021年增量市场迎来一定程度的爆发,其增量需求增长幅度近乎为100%。

据数据显示,2017-2021年我国工业机器人减速器总需求量呈逐年递增趋势,从31.96万台增至93.11万台,2021年减速器需求同比增速达到78.06%。目前国内减速器需求处于增量阶段,2021年增量市场迎来一定程度的爆发,其增量需求增长幅度近乎为100%。

数据来源:GGII、观研天下整理

4日系减速器主导,但国产替代势在必行

从全球来看,日系减速器仍主导全球机器人用减速器市场,市场份额超过90%;其中减速器巨头纳博特斯克以60%的绝对优势处于领先地位,哈默纳科、住友分别以15%、10%的市占率紧随其后。

日本纳博深耕减速器领域数十年,产品工艺技术和产品“高精度、高刚性、轻重量、长寿命”性能让国内RV减速器厂商难以赶超。我国减速器行业起步较晚,RV减速器领域深受专利技术困扰难以突破,不得不以仿制日系产品为主。

日本纳博深耕减速器领域数十年,产品工艺技术和产品“高精度、高刚性、轻重量、长寿命”性能让国内RV减速器厂商难以赶超。我国减速器行业起步较晚,RV减速器领域深受专利技术困扰难以突破,不得不以仿制日系产品为主。

数据来源:公开资料整理

近年来疫情导致日企RV减速器产能扩张速度减缓,而国内减速器需求旺盛,且国产RV减速器研发取得可喜成果,使得RV减速器国产化进程有望提速。2021年国际巨头纳博RV减速器供应在我国的市场份额较上年显著降低,日企住友占比亦是降低形势;国产厂商双环市占率快速增长。

近年来疫情导致日企RV减速器产能扩张速度减缓,而国内减速器需求旺盛,且国产RV减速器研发取得可喜成果,使得RV减速器国产化进程有望提速。2021年国际巨头纳博RV减速器供应在我国的市场份额较上年显著降低,日企住友占比亦是降低形势;国产厂商双环市占率快速增长。

资料来源:公开资料整理

在谐波减速器领域,其技术和制造难度相对较低,国内企业绿的谐波实现了谐波减速器的规模化生产和应用,提高了谐波减速器的国产化程度,同时也缩小产品在传送精度、稳定性等方面与日企的差距,绿的谐波是国产谐波减速器的代表。遗憾的是国产减速器产能较低,核心技术依然落后于国际先进水平,仍处于国产替代化发展初期。从乐观角度来看,我国减速器市场空间大,随着减速器国产化大潮来袭,将会给国产减速器带来巨大的发展机遇。

国内外谐波减速器产品对比

企业

哈默纳科

(日本)

新宝

(日本)

绿的谐波

(中国)

来福谐波

(中国)

产品型号

HD-CSG-25-80-2UH

HD-CSF-25-80-2UH

/

LCSG-25-80-C-

LSS-25-80-U/C-

减速比

50-160

/

/

30-160

/

输出转速(r/min

20

/

/

20

/

最大齿隙(弧秒)

11

17

10

10

10

刚性(KI值,Nm/rad

3.1

3.1

2.9

3.1

/

启动转矩(c

Nm

10

9.2

10

11.5

13

额定输出扭矩(Nm

82

63

66

78

82

精度保持使用寿命(小时)

10000

7000

7000

7000

<10000

传动效率(2000rpm

0.75

0.72

0.67

0.65

/

噪音

60

60

62

65

/

资料来源:公开资料整理

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