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工业机器人三大核心部件之一:减速器市场现状

宁洋 2019-10-18 1953 0

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减速器是一种由封闭在港行壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件,常用作原动件与工作机之间的减速传动装置,起到在动机端和执行端传递转速转矩的作用。减速器是工业机器人三大核心之一中技术壁垒最高的一环,本文介绍了应用于工业机器人领域的减速器类型及市场现状,并分析了减速器的发展趋势。

摘要:减速器是一种由封闭在港行壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件,常用作原动件与工作机之间的减速传动装置,起到在动机端和执行端传递转速转矩的作用。减速器是工业机器人三大核心之一中技术壁垒最高的一环,本文介绍了应用于工业机器人领域的减速器类型及市场现状,并分析了减速器的发展趋势。

工业机器人需求的高速增长,带动了上游核心零部件之一——减速器行业的发展。工业机器人一般由多关节构成来说,根据负载不同,配套的减速器类型不同,单个关节部位均需搭配配套的减速器,因此工业机器人本体对应的减速器数量在4~6台。减速器占工业机器人总成本的32%,是工业机器人产业中技术壁垒最高的一环,其对精度要求极高,微小的偏差即会引发运动参数的较大变动,国内在工业机器人整体产业中,该环节上的技术差距最大。

  

图1 减速器在工业机器人成本中占比

  (资料来源:公开资料)

谐波和RV减速器性价比高,满足工业机器人产业化需要

减速器是工业机器人最重要的零部件,工业机器人运动的核心部件“关节”就是由它构成,每个关节都要用到不同的减速机产品。根据原理不同,减速器可分为齿轮减速器、RV减速器和行星减速器。由于行星减速器成本及维护成本较高,在应用较广的工业机器人中,一般使用RV减速器和齿轮减速器中的谐波减速器,其中RV减速器因其较高的疲劳强度、刚度、使用寿命及回差精度,有取代谐波减速器的趋势。

  表1 减速器主要类型及特点


  (资料来源:公开资料整理)

下游机器人市场需求增长迅猛,价格逐年降低

2018年国内工业机器人减速器总装机量47.40万台,近三年年均复合增长率超过50%,下游市场需求增长迅猛。其中增量为37.28万台,存量更换为10.18万台。根据新产业智库预测,2019年装机量约为60万台。从历年的减速器价格走势来看,随着市场规模的扩大,市价在逐年下降,2013年至2018年,6年内均价从1.1万元下降至0.68万元。

  图2 2013~2019年工业机器人减速器装机量及市场均价

  (资料来源:五度易链行业研究中心、新产业智库)

日企垄断减速器市场,国内企业依托本土下游发展

根据工控网数据,2018年全球的工业机器人市场大部分份额由日本的纳博特斯克、哈默纳科和住友三家企业占据,占比分别为60%、15%和10%。其中RV减速器生产商主要为纳博特斯克、住友和SPINEA;谐波减速器主要是哈默纳科和新宝。

  

图3 2018年全球工业机器人减速器市场占比

(资料来源:工控网、五度易链行业研究中心)

国产减速器主要客户为国产机器人本体企业。由于国内工业机器人本体企业采购日产的减速器成本是“四大家族”的数倍,下游需求倒逼上游供货商的技术进步,近年来国产减速器已获得了较大进步,基本能够满足国产机器人本体企业在低端领域的应用需求。

国产主要减速器厂商主要有南通镇康、力克精密、双环传动和中大力德等企业,约占国内市场份额的20%,其他的份额由国外企业占据。

  

图4 2018年国产减速器市场份额

  (资料来源:中国产业信息网)

下游需求不断增加,国产产品以中低端市场渗透为主

依托国产机器人在中低端应用市场的不断扩大,国产减速器份额将不断提升。随着国内人口红利的逐年褪去、制造产业的升级换代,下游工业机器人的需求将不断增加。从应用领域角度看,四大家族等国外企业占据了工业机器人的高端领域市场,但在应用场景广泛的中低端领域工业机器人应用程度较低,国内工业机器人企业探索这些领域积极性高,随着国产机器人在这些领域的渗透,国产减速器的市场份额也将随之提升。

小结

减速器是动机端和执行端传递转速转矩的核心部件,是工业机器人三大核心之一中技术壁垒最高的一环。谐波和RV减速器性价比高,满足工业机器人产业化需要;下游机器人市场需求增长迅猛,价格逐年降低;日企垄断减速器市场,国内企业依托本土下游发展;未来随着下游工业机器人产业的发展,依托国产机器人在中低端市场的渗透,减速器需求也将不断增加。


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