減速器、伺服電機與控制器被認為是機器人三大核心零部件,也是制約我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸。
貿(mào)易統(tǒng)計顯示,日本1月的工業(yè)機器人出口為1萬3249臺,比上年同月增加54%。在最先控制住新冠疫情并實現(xiàn)經(jīng)濟復蘇的中國,設備投資恢復,工業(yè)機器人需求也正在回暖。
精密減速器廠商日本哈默納科的中長期增長前景正在浮現(xiàn)。工業(yè)用小型機器人已進入食品制造、醫(yī)療和物流等領域。哈默納科在用于可搬重量10公斤以下機器人的減速器領域掌握8成份額,對于哈默納科來說,良機已經(jīng)到來,但在其背后,正在傳來不斷追趕的中國企業(yè)的腳步聲。
國內(nèi)工業(yè)機器人經(jīng)歷了近20年的高速增長后開始放緩,但基于國內(nèi)工業(yè)機器人密度依然偏低、高端制造未來需求依然巨大等因素,國產(chǎn)工業(yè)機器人市場依然可觀。
從產(chǎn)業(yè)鏈來看,工業(yè)機器人分為上游、中游、下游以及下游應用(客戶端)。上游主要包括工業(yè)機器人的原材料如鑄鐵、鋁合金、不銹鋼等以及核心零部件如減速器、伺服系統(tǒng)、控制器;中游主要是本體制造商,如機械手臂、底座等,包括工業(yè)機器人本體以及系統(tǒng)集成商,包括單項系統(tǒng)集成商和綜合系統(tǒng)集成商;下游則主要是應用領域如汽車工業(yè)、紡織工業(yè)、食品工業(yè)等。
▍減速器占據(jù)最大成本份額
減速器、伺服電機與控制器被認為是機器人三大核心零部件,也是制約我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸。整體來看,工業(yè)機器人的總體成本中,核心零部件的比例接近于70%,其中減速器占據(jù)最大的比重,為32%;其余伺服電機和控制器占比分別為22%和12%。
▍減速器被外國廠商壟斷
聚焦到減速器來看,減速器主要用于傳導伺服電機的動力,調(diào)整速度和扭矩,以便更精確地控制機器人動作。目前世界上最大的減速器生產(chǎn)廠家是日本納博特斯克精密機械公司,該公司是世界上處于優(yōu)勢地位的專業(yè)的機器人用精密擺線針輪減速機制造商,其核心產(chǎn)品為精密減速機RV系列。早在二十世紀八十年代早期,應世界主要機器人制造商要求,納博特斯克就將已經(jīng)在挖掘機行業(yè)成功使用的RV減速機的精準可靠設計,調(diào)整到要求嚴格的機器人制造行業(yè)中使用。目前中國減速器市場中,納博特斯克占比達60%之多。
▍技術差距較大
從具體技術來看,減速器屬于純機械精密部件,材料、熱處理工藝和高精度加工機床缺一不可,核心難點在于背后龐大的配套工業(yè)體系。目前,我國減速器研究起步較晚,技術落后于日本,嚴重依賴進口。與日本諧波減速器產(chǎn)品相比,國內(nèi)諧波減速器廠商蘇州綠的、來福諧波所產(chǎn)生的諧波減速器產(chǎn)品價格要低50%左右。例如:來福諧波的產(chǎn)品單價在2000元左右,日本產(chǎn)品價格約在4000元左右。
此外,與國外產(chǎn)品相比,國內(nèi)企業(yè)目前生產(chǎn)的諧波減速器傳動精度、扭矩剛度、精度等與國外企業(yè)仍有差距。
哈默納科涉足的“波動齒輪”減速器適合機器人結構的小型化,而協(xié)作機器人的市場擴大也有望推動該公司的利潤增長。
哈默納科的股價在2020年底創(chuàng)出了上市以來的高價,但從長期看,競爭企業(yè)的崛起有可能構成威脅。2014年啟動減速器的商業(yè)生產(chǎn)的中國企業(yè)綠的諧波傳動科技(leaderdrive,以下簡稱:綠的諧波)2020年的銷售額同比增長16%,達到36億日元,總市值也上升至1800億日元。
▍國產(chǎn)企業(yè)奮力追趕
不過值得注意的是,雖然目前技術與國外仍有差距,但國內(nèi)企業(yè)在不斷地尋求突破。國產(chǎn)企業(yè)經(jīng)過多年積累和技術沉淀,已經(jīng)逐步獲得國際市場認可,產(chǎn)品競爭力及銷售量持續(xù)提升。在減速器方面,目前國內(nèi)能夠量產(chǎn)并規(guī)模出貨的有上海機電、中大力德、雙環(huán)傳動、秦川機床(均是2018年規(guī)模出貨)等。
在國內(nèi)龍頭企業(yè)和政府的共同努力下,我國減速器在標準化建設上取得了一定的突破。2014年5月,國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、國家標準化管理委員會便發(fā)布并實施了《機器人用諧波齒輪減速器》國家標準。該標準基本涵蓋了機器人用諧波齒輪減速器分類原則、技術要求、性能指標、試驗方法、檢驗規(guī)則和包裝、運輸、儲存等方面的內(nèi)容,對諧波減速器的技術指標以及相應的技術內(nèi)容進行詳細規(guī)范。同時在2018年中國機器人產(chǎn)業(yè)大會上,由秦川集團負責起草的《機器人用精密擺線行星齒輪減速器》標準也正式發(fā)布,并于2019年1月1日起實施。
2020年8月27日,綠的諧波登陸科創(chuàng)板,開盤價為65元,較發(fā)行價上漲85.4%。截至目前,其股價為75.1元,市值超90億元。
綠的諧波主營業(yè)務為精密傳動裝置研發(fā)、設計、生產(chǎn)和銷售,公司核心產(chǎn)品是精密諧波減速器,其最大的下游應用領域便為工業(yè)機器人。
從早期做精密儀器代工,到2013年量產(chǎn)國內(nèi)首臺諧波減速器,綠的諧波從一家小的機械加工廠逐漸成長為給ABB、通用電氣等國際高端裝備制造商供貨的優(yōu)秀企業(yè),全球出貨量僅次于日本哈默納科,國內(nèi)市場份額則達到70%以上。2017年至2019年,綠的諧波海外收入從3577萬增至5748萬,年均復合增長26.78%,遠超其營收2.86%的年均復合增速。
其他像在工業(yè)機器人深耕多年的新松機器人、新時達以及登陸科創(chuàng)板的系統(tǒng)集成商瑞松科技等,近年來也不斷發(fā)展,國產(chǎn)自主品牌競爭力逐步提升。
中國正處于制造業(yè)轉型升級的歷史機遇期,半導體、消費電子、新能源等高端制造業(yè)產(chǎn)能穩(wěn)步擴張,自動化、智能化生產(chǎn)對工業(yè)機器人的多元化需求將提高中國制造業(yè)整體工業(yè)機器人密度,中國工業(yè)機器人市場有望進一步擴容。激烈的市場競爭將會促使企業(yè)加快提高生產(chǎn)自動化程度,各行各業(yè)的工業(yè)企業(yè)必將通過大量運用自動化、智能化裝備,來提高生產(chǎn)效率和市場競爭力。
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