机器人产业崛起,减速器行业再次赢得发展契机
中国减速器行业已形成了由外资品牌主导,国产品牌追赶的竞争格局。依托于极强的产品优势,日本纳博特斯克与哈默纳科两家减速器生产商在全球减速器市场份额超过70%,进入中国RV减速器、谐波减速器市场后,迅速形成了强大的市场竞争力。随着中国机器人产业的迅速崛起,机器人用关键零部件的投资热度持续升温,国产减速器生产商迎来了黄金发展机遇。
减速器行业定义及分类:
减速器是一种应用广泛的减速传动装置,可将传动设备在高速运转时的动力,通过输入轴上的小齿轮啮合输出轴上的大齿轮,以达到降低转速和增大转矩的目的。
减速器种类繁多、型号各异,按照控制精度,减速器可分为一般传动减速器和精密减速器:一般传动减速器控制精度低,可满足通用机械设备基本的动力传动需求;精密减速器精度高、使用寿命长、回程间隙小、可靠性高,适用于精密控制需求高的工业机器人、数控机床、航空航天等高端领域。工业机器人用减速器主要分为RV减速器和谐波齿轮减速器两类。
(1)RV减速器:
根据GB/T 34897-2017《滚动轴承 工业机器人RV减速器用精密轴承》定义,RV(Rotary Vector)减速器是旋转矢量减速器的简称,是由一个行星齿轮减速机的前级和一个摆线针轮减速机的后级组成,传动比大,且在一定条件下具有自锁功能的传动机械。
(2)谐波齿轮减速器:
根据GB/T 30819-2014《机器人用谐波齿轮减速器》定义,谐波齿轮减速器是一种由波发生器、柔轮、钢轮三部分构成,靠波发生器使柔轮产生可控弹性变形波,且通过与钢轮的相互作用,以实现运动和动力传递的传动装置。谐波齿轮减速器的输入和输出转向相反,即波发生器输入,钢轮固定,柔轮输出;或柔轮固定,钢轮输出。
中国减速器行业产业链分析
中国减速器行业产业链可分为上、中、下游三部分。产业链上游为原材料、加工和检测设备、润滑油等,参与者主要为原材料提供商、加工和检测设备商及润滑油提供商;产业链中游为减速器制造,参与主体为减速器生产商;产业链下游为应用领域,包括工业机器人、数控机床、航空航天等主要领域。
上游:上游为原材料、加工和检测设备、润滑油等,参与者主要为原材料提供商、加工和检测设备商及润滑油提供商。减速器主要由齿轮、齿轴、轴承、箱体、箱盖等构件组成。从成本结构来看,直接材料占主营业务成本的比例为70%左右,制造费用与直接人工的占比分别约为18%、12%。
中游:中游为减速器制造,参与主体为减速器生产商。目前RV减速器与谐波减速器在工业机器人领域的消费比重约为7:3。RV减速器适用于重载工业机器人,相比谐波减速器,RV减速器具有抗疲劳度和刚度强、使用寿命长、运动精度无累计误差等优点,更适合被放置于工业机器人的机座、大臂、肩部等负载较重的位置。谐波减速器一般被放置在小臂、腕部及手部等负载较轻的位置。
下游:下游为工业机器人、数控机床、航空航天等应用领域,其中工业机器人领域的参与主体为机器人本体制造商。工业机器人的三大核心零部件分别为伺服电机、控制器和减速器。精密减速器占工业机器人成本的30%以上,同时在三大核心零部件中具有最大的研发难度。
中国减速器行业市场规模分析
随着"智能制造"战略思想的深入实施,传统制造业自动化改造需求愈加强烈。在制造业转型升级的重大机遇下,工业机器人应用逐渐受到重视,地位不断攀升。在过去五年内,基于中国人口红利逐渐减少和劳动力成本日益上涨的局面,工业机器人在促进下游产业高效发展、提高生产的精度和效率方面起到重要作用。减速器是工业机器人关键零部件,也是决定工业机器人性能与质量的重要因素。2014年至2018年间,由于工业机器人行业投资旺盛,减速器生产商的研发热情高涨,中国工业机器人用减速器需求量由4.5万台套升至54.6万台套,年复合增长率达87.1%。未来五年,受中美贸易摩擦升级、全球经济下行压力增大等因素影响,中国制造业的发展将面临较大阻力,减速器行业将保持相对较为缓和的增长态势。