隨著國家大力推動智能制造，制造業(yè)自動化轉(zhuǎn)型趨勢提速，工業(yè)機(jī)器人和人形機(jī)器人快速發(fā)展，國產(chǎn)替代及機(jī)器換人仍為行業(yè)的長期增長邏輯。核心零部件伺服系統(tǒng)、減速器等核心零部件需求有望增加。

特斯拉人形機(jī)器人示意圖：

工業(yè)機(jī)器人的三大核心零部件包括控制器、伺服系統(tǒng)及減速器的占比分別為15%、20%、35%，是影響下游機(jī)器人性能和利潤空間的關(guān)鍵。

根據(jù)高工機(jī)器人數(shù)據(jù)，截至2021年，機(jī)器人國產(chǎn)化率均在30%左右，市場主要被日系品牌占領(lǐng)，減速器的差距尤為明顯。

六軸機(jī)器人方面，國產(chǎn)機(jī)器人在電子、金屬制品、汽車零部件、鋰電等重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)中的主要應(yīng)用場景為搬運(yùn)，而對精度要求更高的焊接、裝配、噴涂等領(lǐng)域則幾乎被海外四大家族壟斷，因此，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)國產(chǎn)替代空間廣闊。

從中國工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模來看，2022年中國市場工業(yè)機(jī)器人銷量30.3萬臺，同比增長15.96%，其中國產(chǎn)品牌銷量12.99萬臺，同比增長27.01%，增速高于外資品牌；根據(jù)高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)，預(yù)計(jì)2023年中國市場銷量有望超過35萬臺。#機(jī)器人##工業(yè)機(jī)器人#

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減速器

減速器可分為通用減速器和精密減速器兩大類。

其中通用減速機(jī)按照產(chǎn)品形態(tài)可以分為齒輪減速機(jī)、擺線針輪減速機(jī)、蝸輪蝸桿減速機(jī)（后兩者注重經(jīng)濟(jì)性），比較典型的產(chǎn)品包括模塊化減速機(jī)，通過不同模塊的排列組合滿足通用行業(yè)需求。

精密減速機(jī)是機(jī)器人生產(chǎn)中擁有最高技術(shù)壁壘的零部件，被譽(yù)為“工業(yè)機(jī)器人的心臟”。

精密減速器類似于工業(yè)機(jī)械的“肌腱”，連接了伺服電機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電機(jī)一般高轉(zhuǎn)速+低扭矩，因此減速器的核心作用是降低轉(zhuǎn)速+提升扭矩，從而精準(zhǔn)調(diào)節(jié)機(jī)器轉(zhuǎn)動角度。

根據(jù)不同的行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行分類，一般包括船用、冶金、風(fēng)電、航空航天和機(jī)器人專用減速機(jī)（RV&諧波減速機(jī)）。

RV減速器

RV減速器是高精密傳動領(lǐng)域廣泛使用的精密減速器，具有大體積、大負(fù)載能力和高剛度等特點(diǎn)，應(yīng)用于多關(guān)節(jié)機(jī)器人基座、大臂、肩部等重負(fù)載位置。

但是，RV減速器需要傳遞很大的扭矩，承受很大的過載沖擊，保證預(yù)期的工作壽命，因而在設(shè)計(jì)上使用了相對復(fù)雜的過定位結(jié)構(gòu)，制造工藝和成本控制難度較大。

工業(yè)機(jī)器人重復(fù)定位精度直接由RV減速器的回差決定，故控制RV減速器的回差極為重要，其關(guān)鍵零部件公差設(shè)計(jì)是研發(fā)過程中的一大難點(diǎn)。

軸承是RV減速器的薄弱環(huán)節(jié)，受力時(shí)很容易突破軸承受力極限而導(dǎo)致軸承異常磨損或破裂。在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)這個(gè)問題更突出，所以RV減速機(jī)的額定扭矩隨輸入轉(zhuǎn)速下降非常明顯。

RV減速器廠商設(shè)備投資額相比諧波廠商更高，成本攤薄受到當(dāng)前生產(chǎn)規(guī)模較小的限制、利潤表現(xiàn)欠佳，而盈利能力疲軟又直接導(dǎo)致后續(xù)研發(fā)投入和產(chǎn)線建設(shè)受阻。

我國RV減速器產(chǎn)業(yè)化起步晚于日本二十多年，過去十多年的發(fā)展處于技術(shù)追趕階段，目前國產(chǎn)化率仍然較低，僅約為20%-30%。

日企納博特斯克占據(jù)全球RV減速器市場60%的市場份額，哈默納科占據(jù)全球諧波減速器市場約70%的份額。

當(dāng)前，國產(chǎn)RV減速器在中低端領(lǐng)域尚可應(yīng)用，但想在高端市場突圍還需要國內(nèi)軸承、材料廠商與RV減速器廠商在產(chǎn)品性能、功能提升上進(jìn)一步研發(fā)積累，國產(chǎn)替代空間廣闊。

諧波減速器

與RV減速器相比，諧波減速器在中應(yīng)用更廣。人形機(jī)器人的關(guān)節(jié)要比傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)負(fù)載輕，且機(jī)器人對于體重和體積的控制要求也較為嚴(yán)格，因此體積和質(zhì)量都較小的諧波減速機(jī)可能更受歡迎。

全球精密減速器市場被日本兩大減速器巨頭壟斷、份額接近75%。于高精度機(jī)器人減速器，日本具備絕對領(lǐng)先優(yōu)勢，目前全球機(jī)器人行業(yè)75%的精密減速機(jī)被日本的納博特斯克和哈默納科兩家壟斷。

其中，納博特斯克、住友、SPINE主要集中在RV減速機(jī)市場，哈默納科主要集中在諧波減速機(jī)市場。根據(jù)華商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2021年，哈默納科在全球諧波減速器市場占有率大于82%。

以綠的諧波為代表的國內(nèi)廠商率先取得突破性進(jìn)展，打破了日本寡頭壟斷的局面。

對于RV減速器廠商，機(jī)加工經(jīng)驗(yàn)豐富、具備產(chǎn)品集成化能力的企業(yè)更能拔得頭籌。主要廠商包括國內(nèi)諧波減速器后起之秀漢宇集團(tuán)；國內(nèi)齒輪加工領(lǐng)導(dǎo)者雙環(huán)傳動；諧波減速器國產(chǎn)突圍先鋒綠的諧波；同時(shí)布局RV、諧波減速器實(shí)現(xiàn)渠道復(fù)用的中大力德；精密齒輪加工機(jī)床秦川機(jī)床等，另外包括昊志機(jī)電、聯(lián)誠精密等廠商。

特斯拉人形機(jī)器人具備速度慢、輕負(fù)載、關(guān)節(jié)多的特點(diǎn)，對核心零部件的需求聚焦于小型、輕量、集成，機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)到2027年，人形機(jī)器人落地或?qū)頂?shù)千萬臺諧波減速器產(chǎn)能缺口以及數(shù)百萬臺RV減速器產(chǎn)能缺口，百億市場盡待國內(nèi)廠商填補(bǔ)。

控制器

控制器是機(jī)器人智慧工廠的大腦，由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序產(chǎn)生器和操作控制器組成，它是發(fā)布命令的“決策機(jī)構(gòu)”，完成協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作。智慧工廠中常用的控制器有PLC、工控機(jī)等。

控制器一般由機(jī)器人廠家自主設(shè)計(jì)研發(fā)，與機(jī)器人本體綁定效應(yīng)強(qiáng)，主要包含硬件和軟件兩個(gè)部分。目前國產(chǎn)控制器的硬件技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，技術(shù)差距主要在于軟件算法。

市場格局方面來看，四大家族在中國控制器市場的占比與其在本體市場的占比基本保持一致，約為53%;國內(nèi)部分企業(yè)控制器仍需外購。

國內(nèi)自主品牌本體市場市占率達(dá)32.8%，而在控制器市場僅占21.8%，國內(nèi)企業(yè)控制器尚未形成市場競爭力，但是出現(xiàn)了一批有代表性的企業(yè)，比如匯川技術(shù)、埃斯頓、新時(shí)達(dá)、固高科技、新松、華中數(shù)控等企業(yè)較有優(yōu)勢。

伺服系統(tǒng)

伺服系統(tǒng)以物體的位移、角度、速度為控制量，能夠跟蹤目標(biāo)任意變化的自動化控制系統(tǒng)，通常由伺服驅(qū)動器和伺服電機(jī)組成。

伺服系統(tǒng)是在變頻技術(shù)基礎(chǔ)上的延伸產(chǎn)品，能夠按控制命令的要求，對功率進(jìn)行放大、變換與調(diào)控等處理，精準(zhǔn)、快速、穩(wěn)定地控制驅(qū)動裝置輸出的力矩、速度和位置。

伺服電機(jī)工業(yè)自動化行業(yè)中應(yīng)用最廣的電機(jī)，作為自動化運(yùn)動控制核心部件，它將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，可實(shí)現(xiàn)對速度、轉(zhuǎn)矩與位置進(jìn)行精確、快速、穩(wěn)定的控制。

伺服電機(jī)系統(tǒng)一般由驅(qū)動器、電機(jī)、編碼器構(gòu)成。

2022年伺服系統(tǒng)市場規(guī)模為170億元，同比增長16.44%；預(yù)計(jì)2023年市場規(guī)模將達(dá)到195億元。

2017-2022年前三季度，我國伺服系統(tǒng)國產(chǎn)化率呈上升趨勢，2022年前三季度國產(chǎn)化率為30.51%。

市場競爭格局方面，歐美與日系品牌壟斷中高端伺服系統(tǒng)市場，但三大日系品牌松下、安川、三菱市占率持續(xù)縮小。#6月財(cái)經(jīng)新勢力#

匯川技術(shù)、臺達(dá)、禾川科技市占率從2020年的22.20%提升至2021年的27.85%，其他企業(yè)包括米格、信捷、埃斯頓等均占據(jù)一定市場份額。

2022年，匯川技術(shù)伺服系統(tǒng)提升5.20pct至21.50%，排名第一，實(shí)現(xiàn)趕超。

當(dāng)前工業(yè)自動化生產(chǎn)需求高，疊加國內(nèi)人口老齡化問題深化、人工成本不斷提高，將加快制造業(yè)自動化轉(zhuǎn)型。

隨著機(jī)器替代人的進(jìn)程不斷加速，將加速推動自動化生產(chǎn)需求。自動化生產(chǎn)不僅提高良品率和減少誤差，而且能24小時(shí)無休止運(yùn)作，縮短生產(chǎn)周期擴(kuò)大產(chǎn)能，為企業(yè)起到降本提效作用。隨著國內(nèi)企業(yè)技術(shù)不斷提升，持續(xù)搶占市場份額，國產(chǎn)化率將不斷提升。