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機器人產業崛起,減速器行業加速進行時

2019-09-25 15:26:07 來源:互聯網 閱讀:0

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機器人用關鍵零部件投資熱度持續升溫,國產減速器生產商迎來黃金發展期

中國減速器行業已形成了由外資品牌主導,國產品牌追趕的競爭格局。依托于極強的產品優勢,日本納博特斯克與哈默納科兩家減速器生產商在全球減速器市場份額超過70%,進入中國RV減速器、諧波減速器市場后,迅速形成了強大的市場競爭力。隨著中國機器人產業的迅速崛起,機器人用關鍵零部件的投資熱度持續升溫,國產減速器生產商迎來了黃金發展機遇。

機器人產業崛起,減速器行業加速進行時

減速器行業定義及分類

減速器是一種應用廣泛的減速傳動裝置,可將傳動設備在高速運轉時的動力,通過輸入軸上的小齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪,以達到降低轉速和增大轉矩的目的。

減速器種類繁多、型號各異,按照控制精度,減速器可分為一般傳動減速器和精密減速器:一般傳動減速器控制精度低,可滿足通用機械設備基本的動力傳動需求;精密減速器精度高、使用壽命長、回程間隙小、可靠性高,適用于精密控制需求高的工業機器人、數控機床、航空航天等高端領域。工業機器人用減速器主要分為RV減速器和諧波齒輪減速器兩類。

(1)RV減速器:

根據GB/T 34897-2017《滾動軸承 工業機器人RV減速器用精密軸承》定義,RV(Rotary Vector)減速器是旋轉矢量減速器的簡稱,是由一個行星齒輪減速機的前級和一個擺線針輪減速機的后級組成,傳動比大,且在一定條件下具有自鎖功能的傳動機械。

(2)諧波齒輪減速器:

根據GB/T 30819-2014《機器人用諧波齒輪減速器》定義,諧波齒輪減速器是一種由波發生器、柔輪、鋼輪三部分構成,靠波發生器使柔輪產生可控彈性變形波,且通過與鋼輪的相互作用,以實現運動和動力傳遞的傳動裝置。諧波齒輪減速器的輸入和輸出轉向相反,即波發生器輸入,鋼輪固定,柔輪輸出;或柔輪固定,鋼輪輸出。

中國減速器行業產業鏈分析

中國減速器行業產業鏈可分為上、中、下游三部分。產業鏈上游為原材料、加工和檢測設備、潤滑油等,參與者主要為原材料提供商、加工和檢測設備商及潤滑油提供商;產業鏈中游為減速器制造,參與主體為減速器生產商;產業鏈下游為應用領域,包括工業機器人、數控機床、航空航天等主要領域。

中國減速器行業產業鏈

機器人產業崛起,減速器行業加速進行時

來源:頭豹研究院編輯整理

上游:

上游為原材料、加工和檢測設備、潤滑油等,參與者主要為原材料提供商、加工和檢測設備商及潤滑油提供商。減速器主要由齒輪、齒軸、軸承、箱體、箱蓋等構件組成。從成本結構來看,直接材料占主營業務成本的比例為70%左右,制造費用與直接人工的占比分別約為18%、12%。

中游:

中游為減速器制造,參與主體為減速器生產商。目前RV減速器與諧波減速器在工業機器人領域的消費比重約為7:3。RV減速器適用于重載工業機器人,相比諧波減速器,RV減速器具有抗疲勞度和剛度強、使用壽命長、運動精度無累計誤差等優點,更適合被放置于工業機器人的機座、大臂、肩部等負載較重的位置。諧波減速器一般被放置在小臂、腕部及手部等負載較輕的位置。

下游:

下游為工業機器人、數控機床、航空航天等應用領域,其中工業機器人領域的參與主體為機器人本體制造商。工業機器人的三大核心零部件分別為伺服電機、控制器和減速器。精密減速器占工業機器人成本的30%以上,同時在三大核心零部件中具有最大的研發難度。

中國減速器行業市場規模分析

隨著"智能制造"戰略思想的深入實施,傳統制造業自動化改造需求愈加強烈。在制造業轉型升級的重大機遇下,工業機器人應用逐漸受到重視,地位不斷攀升。在過去五年內,基于中國人口紅利逐漸減少和勞動力成本日益上漲的局面,工業機器人在促進下游產業高效發展、提高生產的精度和效率方面起到重要作用。減速器是工業機器人關鍵零部件,也是決定工業機器人性能與質量的重要因素。2014年至2018年間,由于工業機器人行業投資旺盛,減速器生產商的研發熱情高漲,中國工業機器人用減速器需求量由4.5萬臺套升至54.6萬臺套,年復合增長率達87.1%。未來五年,受中美貿易摩擦升級、全球經濟下行壓力增大等因素影響,中國制造業的發展將面臨較大阻力,減速器行業將保持相對較為緩和的增長態勢。

中國工業機器人用減速器市場規模,2014-2023年預測

機器人產業崛起,減速器行業加速進行時

來源:頭豹研究院編輯整理

中國減速器行業驅動因素分析

· 智能制造產業升級推動市場需求

目前中國制造業規模居于全球第一,但在發展水平上與世界先進國家相比仍有較大差距,主要表現在:(1)創新能力不強:中國制造業大而不強,缺乏世界知名品牌和具備國際競爭力的跨國企業,歸根結底是由科研基礎不牢固、創新能力不強所致;(2)產業結構不合理:低端制造業產能嚴重過剩,而高端裝備制造業發展滯后,關鍵零部件技術瓶頸亟待突破。

· 工業機器人行業穩定增長有利于行業長期發展

當前在中國勞動力人口減少及人口老齡化的影響下,勞動力密集型制造企業紛紛加快向自動化生產轉變的步伐。中國工業機器人的下游應用領域不斷擴大,從原先集中在汽車、精密設備制造等重工行業逐漸向食品、3C電子、制藥、日化等輕工行業滲透,中國減速器行業有望得到進一步發展,國產精密減速器有望在市場的驅動下不斷提高各項技術性能、更新產品以及擴大應用范圍。

· 關鍵零部件國產化需求強烈

中國工業機器人企業普遍面臨較大的成本壓力,為降低機器人本體生產成本,企業開始由采購進口精密減速器轉向采購研發設計水平、精加工工藝和運動性能指標靠前的國產精密減速器,推動了國產減速器市場需求的提升,有助于國產減速器生產商繼續擴大產能,加快發展步伐。

中國減速器行業驅動因素

機器人產業崛起,減速器行業加速進行時

來源: 頭豹研究院編輯整理

中國減速器行業發展趨勢

· 減速器朝著輕量化方向發展

根據在減速器行業有多年銷售以及戰略規劃經驗的專家表示,輕量化是當前減速器生產的重要趨勢,減速器輕量化的意義在于直接減輕重量,提高功率密度及承載能力,降低使用能耗。隨著輕型機器人的發展正在加速,其核心零部件的輕量化需求持續提升。

· 行業標準制定步伐加快

減速器規格繁多,中國現行的行業標準有26條,然而并未能完全覆蓋所有的產品,且行業標準的修訂存在滯后性,尤其是針對高精密減速器類高端產品,其標準并未完全實現與國際接軌,不適應減速器行業的發展速度。未來,頭豹研究院預計,隨著智能化改造步伐加快,減速器行業標準的制定速度將逐漸與行業技術、產品、工藝的發展速度相匹配。

· 高精密級減速器國產化

根據數據顯示,精密減速器嚴重依賴進口,國產替代率僅為5%,因此,提高關鍵零部件的國產化水平迫在眉睫。在制造業轉型升級趨勢下,為減少國外供應商對關鍵零部件的制約,高精密級減速器國產化趨勢持續加深,國產減速器將以商業化、批量化方向發展。

中國減速器行業發展趨勢

機器人產業崛起,減速器行業加速進行時

來源: 頭豹研究院編輯整理

深度見解

由于工業機器人關鍵零部件發展地位的提升,減速器作為關鍵技術待突破領域,受到了市場的廣泛關注。國產減速器生產商對產品設計研發的重視程度增強,減速器產能已有所提升,在一般傳動減速器領域已實現了對進口產品替代,但在精密減速器領域,市場仍處于由外資企業主導的局面,這將成為中國減速器行業未來進行突破的主要方向。

本文援引于報告《2019年中國減速器行業研究報告》,首發于頭豹科技創新網(www.leadleo.com)

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