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消息具体
产业机器人的行业剖析
消息分类:行业资讯   作者:handler    公布于:2017-02-214    笔墨:【】【】【】www.1194.cc

导 读

       中国事最具发展潜力的产业机器人国度,但合作也更猛烈。产业机器人在发达国家曾经与得了较快的生长,日本和德国依附先发上风和手艺沉淀在产业机器人范畴具有抢先上风,四大家族占有了产业机器人约50%的市场份额。我国产业机器人的需求增速远5年一向处在较高水平,2014年一举成为环球最大产业机器人消费市场。我们以为我国人力本钱上升、产业机器人本钱收受接管期的收缩、产业机器人密度的差异皆将保持我国产业机器人的景气度,中国照样最有发展潜力的产业机器人国度。估计将来几年中国机器人产能将成倍上升,但合作将进一步加剧。


       产业机器人产业链中,上游中心零部件的受限于入口严峻限定了我国产业机器人的生长,打破中心零部件消费的外乡企业具有大规模产业化根蒂根基,在合作中具有上风。产业机器人的产业链上中下游离别为零部件、本体和集成,我国企业大多集中在集成端,负担体系二次开发、定制部件和售后服务等附加值低的事情。那是因为中心零部件尤其是RV减速器的入口举高了我国产业机器人的本钱,严峻制约了我国产业机器人家当的生长。产业机器人零部件亟需国产化打破,而且是规模化量产的打破,不然出有意义。海内具有机器人零部件研制、本体制造和系统集成才能的机器人企业才具有大规模产业化根蒂根基,能在接下来的合作中占有上风。




道智能制造,离不开产业机器人




1.1. 中国制造2025,创作发明“制造强国”计谋

《中国制造 2025》,是我国实行制造强国计谋第一个十年的举动纲要。为推动我国从制造大国背制造强国迈进,国务院构造体例并于2015年5月8日正式公布了《中国制造2025》,对我国制造业转型晋级和逾越生长做了整体布置。《中国制造2025》提出经由过程“三步走”实现制造强国的战略目标:


第一步,到 2025 年老入制造强国行列;

第二步,到 2035 年我国制造业整体到达天下制造强国阵营中等程度;

第三步,到新中国建立一百年时,我制造业大国职位越发稳固,综合气力进入天下制造强国前线。



1.2. 智能制造是中国制造2025的魂魄

1.2.1. “智能制造”愿景形貌

智能制造是指在生产过程中,将智能设备经由过程通讯手艺有机衔接起来,实现生产过程自动化;并经由过程各种感知手艺收集生产过程中的种种数据,经由过程产业以太网等通讯手腕,上传至产业服务器,在产业软件体系的管理下停止数据处理剖析,并取企业资源管理软件相结合,供应最优化的消费计划大概定制化生产,终究实现智能化消费。

智能制造不是空穴来风,它取德国提出的“产业 4.0”偏向趋同,是我国以致天下制造业的发展方向。智能制造的提出近早于《中国制造2025》,最早是以“革新和提拔制造业”的情势提出。


1.2.2. 智能制造是中国制造2025的中心

《中国制造2025》要鞭策的是智能化晋级。自动化是我们所处的产业3.0版本,《中国制造2025》更夸大的是鞭策信息化晋级,到达智能化。在智能制造中,“端”——智能设备经由过程通讯手艺有机衔接起来,实现生产过程自动化,经由过程各种感知手艺收集生产过程中的种种数据,经由过程“网”——产业以太网等通讯手腕,上传至“云”——产业服务器,在产业软件体系MES的管理下停止数据处理剖析,并取企业资源管理软件ERP相结合,优化消费计划、实现定制化生产,构成“设想-开辟-质量管理-服务”的闭环。



从《中国制造2025》重点打破范畴能够看到智能制造的中心职位。制造业掩盖很广,必需对峙整体推动、重点打破。《中国制造2025》盘绕经济社会生长和国家安全严重需求,选择 10 大上风和计谋家当作为突破点,力图到 2025 年到达国际领先地位或国际先进水平。它们是:新一代信息技术家当、高级数控机床和机器人、航空航天设备、海洋工程设备及高技术船舶、先辈轨道交通设备、节能取新能源汽车、电力设备、农业装备、新材料、生物医药及下机能医疗器械。我们对着十大范畴的生长重点/运用树模工程,七大范畴对智能制造有着明白相干要求。



1.3. 智能制造,产业机器人领舞

1.3.1. 智能制造是从端到网的智能衔接

凭据我们对行业的现实访谈,得知:智能制造生长不是一挥而就的,而是“主动信息化”、“互联化”到“智能化”层层递进、演化生长的。产业链涵盖智能设备、产业互联网、产业软件及将上述环节有机联合的自动化系统集成及生产线集成等。


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1.3.2. 产业机器人是智能制造的主要根蒂根基

智能设备和产物是智能制造的实现端,产业机器人是智能设备的主要根蒂根基。智能制造现实是信息技术取制造手艺的融会生长,能够细分出力生长智能设备和智能产物、推动生产过程智能化和深化互联网在制造范畴的运用三个偏向。三个方向中,智能设备和产物是智能制造的实现端,智能设备和产物中,最为主要的表现则是产业机器人。机器人替换野生消费是将来制造业主要的发展趋势,是实现智能制造的根蒂根基,也是将来实现产业自动化、数字化、智能化的保障。盘绕汽车、机器、电子、危险品制造、国防兵工、化工、轻工等运用需求,产业机器人将为智能制造中智能设备的提高代表。

 





中国事最具潜能的产业机器人生长国度




2.1. 产业机器人在发达国家曾经得到快速生长

机械代人高潮使产业机械家当获得快速生长。产业机器人降生于上世纪40年月的实验室里,20多年后才在日本最先产业化。 21 世纪以来,跟着劳动力本钱的不断提高,手艺的络续前进,列国连续停止制造业的转型取晋级,泛起了机器人替换人的高潮,产业机器人自动化设备备得到了快速生长。据国际机器人产业联合会统计, 2014年环球产业机器人销量到达22.92万台,同比增进28.7%。2008年至2014 年,产业机器人时期复合增长率到达30.7%,正处在快速发展期。产业机器人已普遍应用于汽车、电子电气、金属和机器等范畴,在机器人替换野生消费是将来制造业主要的发展趋势,是实现智能制造的根蒂根基,是将来实现产业自动化、数字化、智能化的保障。



本、德国的产业机器人程度环球抢先,四大家族为环球重要的产业机器人供应商,那重要由于他们具有先发上风和手艺沉淀。日本在产业机器人要害零部件(减速机、伺服机电等)的研发方面具有较强的技术壁垒。德国产业机器人在原材料、本体零部件和系统集成方面有肯定上风。从环球来看,日本和欧洲是产业机器人的重要产地,ABB、发那科(FANUC)、库卡(KUKA)和安川机电(YASKAWA)这四家企业是产业机器人的四大家族,成为环球重要的产业机器人供货商,2013 年四大家族产业机器人支出合计约为50 亿美圆,占有环球约50%的市场份额。




2.2. 产业机器人在中国另有很下生长潜能

2.2.1. 我国已成为产业机器人最大的消费市场,景气度仍在提拔

对照产业兴旺的日本、德国和美国,我国产业机器人需求增速的走向取他们大抵雷同,但增速一向较下。在2013年之前,日本一向是环球最大的产业机器人市场,但自2011年以来日本产业机器人的增速较为陡峭。2013年,我国产业机器人销量一举成为环球最高, 2014年我国产业机器人销量到达57096台,同比增进56.7%,销量第一的市场位置继承连结。



2.2.2. 将来这类趋向会连结吗?

从机器人保有密度上看,会。与每万人具有的机器人数目为机器人保有密度目标,我国2014年为36台/万人,日本为314台/万人,德国为292台/万人,韩国为478台/万人,中国台湾为138台/万人,环球均匀为66台/万人。我国的机器人保有密度不只取先辈产业国度有差异有十倍之多,取环球平均水平比拟皆有翻番空间,这类差异也直接的显现了将来产业机器人的需求空间。



从机器人的本钱收受接管期看,会。凭据国家统计局的数据,我国制造业城镇单元失业职员的年平均人为从2010年皆 30916万元增进到2014年的51369万元,年均增速到达13%。凭据中国家当信息网的材料,产业机器人的本钱逐年递加4%。以165KG 的六轴机器人为例,其收受接管周期将由2010年4.96年下降到2016年1.22年。跟着人力本钱的上升、老龄化的加剧,我国数目重大、低成本劳动力上风在逐步损失,基础性事情招人愈来愈易。产业机器人本钱的下落,机器人的投资收受接管期还将进一步收缩,将有助于机器人逐渐实现劳动力替换。



机器人换人的节拍仍旧没有完毕,跟着人工成本进一步提拔,机器人价钱进一步下滑,机器人在下流运用的范畴逐渐拓宽,机器人需求仍旧连结景气向上。


2.2.3. 国产机器人迎来伟大替换空间

产业机器人的市场现在被日本四人人把持,国产化的替换空间借很大。我国产业机器人家当生长较晚,受零部件供给、相干手艺和加工工艺等身分影响,中国市场上产业机器人根基被以ABB、库卡、发那科和安川四大巨子为主的外洋机器人品牌占有着,国产机器人品牌仅占约8%的市场份额。中国处于产业机器人消费的产业链下流,多半厂商负担体系二次开发、定制部件和售后服务等附加值低的事情。跟着我国产业机器人市场需求的敏捷扩大,海内企业的自立研发投入的络续加大,研发才能络续提拔,将来几年将拉近取国际厂商的差异,国产机器人将弥补伟大的替换空间。





产业机器人产业链剖析 




3.1. 产业机器人产业链

产业机器人具有在高危情况下生产、消费效力下、稳定性强、精度高档特性,它是经由过程编程或示教体式格局实现自动化,同时具有拟人形状及功用的装配,重要由本体、伺服机电、减速机、控制器、传感器等中心零部件组成,操作系统包孕伺服系统、控制系统、视觉体系等。


机器人自动化行业按产业链分为上游、中游和下流。上游消费中心零部件:包孕减速器、伺服系统、控制器;中游是本体生产商,包孕产业机器人本体、服务机器人本体。下流是系统集成商,包孕单项系统集成商、综合系统集成商。


产业机器人优于传统的机械设备的缘由重要在于上游的要害根蒂根基部件。从构造上来看,产业机器人由控制系统、驱动体系和执行机构构成,离别对应控制器、伺服机电和减速器等中心零部件。从本钱上来看,中心零部件占产业机器人本钱大头,约72%阁下。多轴产业机器人的本钱组成中,机器本体约占22%;伺服系统约占24%;减速器体系约占36%;控制系统约占12%;其他外设约占6%。



我国产业机器人重要集中在本体和集成端,缘由在于中心零部件缺失严峻举高海内产业机器人本钱,制约行业生长。多半厂商负担体系二次开发、定制部件和售后服务等附加值低的事情。要害根蒂根基部件中,减速器控制器在海内大部分着名机器人本体制造企业均已实现自立消费,但和国际程度仍有差异;而另两个要害根蒂根基部件——伺服机电和减速器,仍大量依靠入口。环球减速器行业集中度很高,两家日本公司纳博特斯(Nabtesco)和哈默纳科(Harmonic Drive)掌握的环球机器人减速器市场凌驾75%(产业机器人用减速器轴承的开辟取运用,《机械工程师》2015年第5期),包孕ABB、FANUC、KUKA、MOTOMAN在内的国际支流机器人厂商的减速器均由以上两家公司供应。海内机器人市场重要采购以上两家企业的减速器,但采购本钱每每较下,那成为了制约国产机器人生长的重要瓶颈之一。


国产机器人比入口机器人贵,缘由在零部件上。凭据家当信息网公布的《2014-2019年中国钕铁硼永磁质料家当市场分析及投资远景展望讲演》,现在一台165kg焊接机器人本钱海内约为29.9万元,而外洋约莫为16.86万元。零部件本钱差别是形成国内外机器人本钱差异的最大身分,个中减速器是本钱差别最大局部,海内和外洋和本钱比到达4.4,控制器的国内外本钱比,达2.6,伺服机电(驱动)的国内外本钱比为1.68(1.95)。海内的质料斲丧也更大,如在永磁同步伺服机电中钕铁硼质料本钱,海内单体用量比外洋下靠近1倍。



3.2. 中心零部件——市场需求辽阔,亟需国产化打破

海内减速器、伺服机电市场需求辽阔。一般而言,一套产业机器人的一个手臂需求装备一个减速器和伺服机电,那一套产业机器人需求装备4-6个减速器/伺服机电和1套控制系统。凭据天下机器人协会的展望, 2015-2017年我国产业机器人销量将连结12%的年增长率,离别到达6.395万台、7.162万台和8.022万台。假定均匀一台产业机器人均匀装备5个减速器/伺服机电,产业机器人周详减速器/伺服机电的2015-2017年的需求量将到达31.98万套、35.8万套和40.1万套。

产业机器人零部件亟需国产化打破,而且是规模化量产的打破,不然出有意义。减速器是海内机器人家当必需霸占的关卡,只管研发历程冗长布满应战,也有少数公司经由多年研发,消费出了减速器,但已大规模量产。日本减速器把握减速器市场的绝大份额,大规模量产,生产成本低,把握了订价权。凭据我们的草根调研,外洋入口RV减速器价钱是海内企业减速器产物的3倍,他们另有很大的贬价空间挤压中国品牌。海内纵然研发出及格的减速器,也得量产才有意义。不然没有量,就算手艺到达日本尺度,日本四人人机器人公司一样不会购中国的。


3.2.1. 减速器——机器人的枢纽,不克不及缺失之痛

减速器对机器人意味着什么?周详减速器,是一种周详的动力转达机构,它应用齿轮的速度转换器,将机电的回转数减速到所要的回转数,并获得较大转矩的装配,从而低落转速,增添转矩。周详减速器是产业机器人最重要的零部件,产业机器人活动的中心部件“枢纽”就是由它组成,每一个枢纽皆要用到差别的减速机产物。


按构造差别,产业机器人用周详减速器能够分为五类,RV减速器和谐波减速器是产业机器人最支流的周详减速器周详减速器根据构造的差别,能够分为谐波齿轮减速器、摆线针轮行星减速器、RV减速器、周详行星减速器和滤波齿轮减速器五类。在精度、扭矩、刚度、传送效力等权衡减速器的各个性能指标上,它们各有差别。个中,RV减速器和谐波减速器是产业机器人最支流的周详减速器。



RV减速器和谐波减速器是产业机械人中运用最主要的减速器,RV减速器在先辈机器人传动中有逐步庖代谐波减速器的趋向。天下75%的周详减速器市场被日本的Harmonica Drive 和Nabtesco占据,个中Nabtesco消费RV减速器,约占60%的份额,Hamonica Drive消费谐波减速器,约占15%的份额。RV减速机主要用于20千克以上的机器人枢纽,谐波用在20千克以下机器人枢纽。RV减速器不像谐波减速器那样跟着使用时间的增进,活动精度会明显低落,在先辈机器人传动中有逐步庖代谐波减速器的趋向。但因为RV减速机组成零件更庞大,承载强度更高,不但制造难度要比谐波减速机大,其生产线投资规模宏大于谐波减速机。



回忆减速器两巨子的宿世此生,他们的减速器业务皆经由了数十年的生长。如Nabtesco的RV减速器,前身恰是帝人精机的支流产物。70年月最先,帝人精机减速器作为发掘装备驱动马达的中心部件运用。80年月晚期,应天下重要机器人制造商要求,帝人精机革新了RV减速器,使之越发精准牢靠,相符机器人制造行业的严厉要求。与得了周详摆线针轮RV减速机专利后,于1986年最先批量消费,今后最先为现代工业机器人的枢纽运用停止配套。可见,减速器是需求工夫沉淀胜利的。



我国周详减速器为起步早,顺袭应战重重比拟日本巨子几十年的沉淀,中国的产业机器人用周详减速器研讨最先较晚,手艺不成熟,构成了周详减速器不克不及自力更生的局势,严峻依靠入口。RV减速器需求通报很大的扭矩,蒙受很大的过载打击,包管预期的事情寿命,因此在设想上运用了过定位构造,加工好不容易。看似简朴的RV减速器,实则是对我国产业根蒂根基体系的应战。高贵入口的通用机床不一定能消费出周详零部件,不是仅仅引进几台进口设备便能够消费制造出来的,没有吃透相干质料、热处理、工艺等是不可能消费出周详减速器的。海内有局部公司在技术水平上与得了重大突破,现在也已构成较大的贩卖范围。


海内涉足RV周详减速器的公司有上市公司秦川机床、上海电机、巨轮股分,新三板公司有唯一标的恒华股分,非上市公司有南通振康、恒丰泰、武汉英华、上海英华、山东帅克等,涉足谐波减速器的有非上市公司姑苏绿的谐波传动科技有限公司、北京中技美克谐波传动有限公司等。



3.2.2. 伺服机电:产业机器人的必不可少的要害零部件


机器人电动伺服驱动体系是应用种种机电发生的力矩和力,间接或间接地驱动机器人本体以得到机器人的种种活动的执行机构,一般由伺服机电和伺服驱动器构成。除能够停止速度取转矩掌握中,伺服系统借能够停止准确、快速、稳固的位置掌握。伺服机电是指在伺服系统中掌握机器元件运转的发动机,是一种增补马达直接变速装置,它将电压旌旗灯号转化为转矩和转速,以驱动掌握工具,可使掌握速度、位置精度异常正确。



机器人对枢纽驱动机电的要求异常严厉,交换伺服机电在产业机械人中获得普遍运用机器人对伺服机电的严厉要求:


1)快速相应性,电伺服系统的灵敏性愈下,快速相应机能愈好。

2)起动转矩惯量比大,在驱动负载的状况下,要求机器人的伺服机电的起动转矩大,转动惯量小。

3)掌握特性的连续性和曲线性,跟着掌握旌旗灯号的转变,机电的转速能一连转变,偶然借需转速取掌握旌旗灯号成反比或近似成反比,调速局限宽,能运用于1:1000~10000的调速局限。

4)体积小、质量小、轴向尺寸短,以合营机器人的体形。

5)能禁受得起刻薄的运转前提,可停止非常频仍的正反向和加减速运转,并能在短时间内蒙受数倍过载。交换伺服驱动器果其具有转矩转动惯量比高、无电刷及换向火花等长处,在产业机械人中获得普遍运用。



目前国内高端市场重要被外洋名企占有,重要来自日本和西欧,将来国产替换空间大现在国外品牌占有了中国交换伺服市场远 80%的市场份额,重要来自日本和西欧。个中,日系产物以约 50%的市场份额居首,其著名品牌包孕松下、三菱机电、安川、三洋、富士等,其产物特性是手艺和机能程度对照相符中国用户的需求,以优越的性价比和较下的可靠性得到了稳固且连续的客户源,在中小型 OEM 市场上特别具有把持上风。将来五年,我国伺服系统行业受益于家当晋级的影响,将连结较快增进,国产替换空间借很大。


国产伺服产物将重现国产发频器癿光芒进程,入口替换减速迚止起步相对较早的国产变频器曾经在 OEM 市场获得较好结果,而国产伺服产物手艺正在络续前进,我们以为外乡伺服产物将来无望复制国产变频器的生长路线,在 OEM 入口替换市场获得较大打破。


中海内较大的伺服品牌市场包孕上市公司埃斯顿、汇川手艺、华中数控、广州数控、和利时、新时达,新三板公司北超伺服个中,汇川手艺供应的机器人解决方案中伺服机电和数控系统根基实现自给,新时达、埃斯顿局部型号机器人最先运用自行研制的控制器和伺服系统,北超伺服可以或许为客户供应机电取驱动器一体化产物。 


3.2.3. 控制器:取国际差异最小的机器人零部件

机器人控制器是机器人控制系统的中心大脑。控制器的主要任务是对机器人的正向运动学、逆向运动学求解,以实现机器人的操纵空间坐标和枢纽空间坐标的互相转换,完成机器人的轨迹计划义务,实现高速伺服插补运算、伺服活动掌握。机器人控制器由机器人控制器硬件和机器人控制器软件构成。机器人控制器的软件局部是产业机器人的“心脏”,跟着科技的生长,产业机器人从下位机到上位机的应用软件方面皆有了差别水平的研究成果。



控制器的市场份额根基和机器人保持一致,海内企业控制器还没有构成较大市场份额控制器、软件取本体一样,一样平常由机器人厂家自立设想研发。现在外洋支流机器人厂商的控制器均为在通用的多轴活动控制器平台基础上停止自立研发,各品牌机械人均有本身的控制系统与之婚配。因而控制器的市场份额根基和机器人保持一致,海内企业控制器还没有构成市场竞争上风。


海内企业机器人控制器产物曾经交为成熟,是机器人产物中取外洋产物差异最小的要害零部件,海内控制器取外洋产物存在的差异重要在掌握算法和二次开发平台的易用性方里。控制系统的开辟触及较多的核心技术,包孕硬件设想,底层软件技术,上层功用应用软件等,跟着手艺和运用履历的积聚,海内机器人控制器所接纳的硬件平台和外洋产物比拟并没有太大差异,差异重要表现在掌握算法和二次开发平台的易用性方面。

将来几年中国国产机器人将获得快速生长,国产机器人控制器运用市场面对较好的生长契机,尤其是在活动掌握范畴深耕多年的企业。机器人轴数越多,对控制器机能要求也越高:机器人自由度的上下取决于其可挪动的枢纽数量,枢纽数愈多,自由度越下,位移精准度也越高,其所运用的伺服机电数目便相对较多,即越周详的产业型机器人所用的伺服机电数目愈多。一样平常每台多轴机器人由一套控制系统掌握,也意味着控制器机能要求越下。跟着中国产业机器人的快速生长,具有较强研发才能的公司会具有更强的合作上风。

本体:买通上下流产业链,表现于入口代价

机器人本体是什么?机器人本体属于装备集成的领域。根据机器构造分,机器人本体可分为直角坐标机器人、SCARA机器人、枢纽型机器人、并联机器人及其他。差别品种或行业的机器人,对技术指标有差别的偏重要求。如汽车行业的焊接机器人对枢纽型机器人本体有较高精度和速度和要求,而码垛类机器人、搬运机器人则对负载才能要求对照下,应用于电子行业较多的SCARA 机器人则对精度和速度要求对照下。环球产业机器人市场重要为枢纽型环球产业机器人。

机器人本体企业能够有用整合上游零部件企业和下流系统集成商。机器人本体制造商卖力产业机器人支柱、手臂、底座等部件取周详减速器等零部件消费加工组装及贩卖,运用和集成能够本体企业本身实行,也能够给集成商去完成,本体企业具有有用整合上游零部件和下流系统集成商的入口才能。国际上的产业机器人本体制造商包孕库卡、ABB、发那科、安川机电等。海内包孕新紧机器人、广州数控、钝偶股分、埃斯顿、埃夫特、佳士科技、亚威股仹等。海内大多数机器人本体公司以采购集成为主。

2014年我国产业机器人本体市场规模84亿,估计2018 年机器人本体市场规模为300 亿,另有2.7倍的空间。凭据天下机器人协会的最新数据和《中国制造 2025》产业机器人手艺路线图,估计我国机器人市场将来 4 年复合增速约为 30%,若以 20万元/台的测算,则 2018 年我国机器人本体市场规模为 300亿,是2014年的 2.67 倍。

经济型本体是国产机器人本体的发展方向。外洋机器人行业随同汽车行业的生长,并且汽车行业对机器人精度、效力和稳定性要求皆异常下。在汽车范畴,海内机器人企业短时间不克不及和外洋企业合作。开辟应用于汽车产业之外一样平常制造业的经济型机器人是国产机器人本体现阶段的发展方向。经济型本体包孕低成本的六轴通用机械人和三、四轴公用机器人。经济型本体分为两类:

1)国产中心零部件能够打破,海内机器人企业能够批量化生产降低成本的通用六轴枢纽机器人;

2)应用于某一范畴的公用机器人,如用于电子行业的SCARA机器人、桌面机器人便属于经济型本体中的专机,这类公用机器人一般三、四轴(外洋一般称为机械手)。

在电子、家电制造、金属制造、塑料化工、食物等行业,外资机器人企业行业履历和客户根蒂根基上风其实不显着,客户越发注意机器人产物的性价比,那是国产机器人的超车时机。

临时看好能研制出适合中国市场需求的,具有胜利五要素的机器人企业。 “伺服系统”、“控制器”、“中心算法”、“周详减速器”,和“运用和集成手艺”这五大核心技术被称为机器人本体的“胜利五要素”。海内机器人本体要生长的好,在这五大范畴最少要有2个是善于的。起首伺服系统和控制器这两块要吃透,然后在中心算法方面需求做到对照好。高精度机械传动(即减速机)能够接纳外购。运用和集成能够本体企业本身实行,也能够给集成商去完成。 



我国产业机器人地区散布状况剖析

现在,我国产业机器人已构成环渤海、长三角、珠三角和中西部四大家当集聚区。


长三角区域机器人家当生长较早,实力雄厚,生长程度较下,四大家族、海内龙头企业和科研机构于此皆有所散布。


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 我国产业机器人地区散布状况



珠三角区域控制系统占据上风,广州数控是海内手艺抢先的专业成套机床数控系统供应商,年产销数控系统占海内同类产品市场的1/2份额;


另外内地经济发达地区是海内产业机器人的重要市场,珠三角区域市场运用空间大。


环渤海区域以北京、哈尔滨、沈阳为代表,科研气力较强,研讨机构浩瀚;


海内代表企业有沈阳新紧、哈工大机器人、哈博实等,均属于行业龙头企业,龙头企业牵引感化显着。


中西部地区机器人家当起步较晚,但不甘人后,近年来借助内部科技资本,生长势头微弱,行业龙头企业埃夫特从无到有再变强,骨干企业也快速生长;


研讨机构偏偏少,当地科研资本稍隐缺乏。




产业机器人市场分析



机器人制造需求市场的伟大潜力,也为我国的机器人自动化家当迎来了极佳的生长机遇。有数据显现,随同我国产业机器人需求的迅猛增进,2016年我国或将成为环球最大的产业机器人市场。对此,不论是国际机器人企业,照样我国外乡的机器人企业,皆对机器人运用市场布满了自信心。克日,互联网周刊公布了中国科技机器人企业排行榜,很多A股上市公司榜上有名。






一、潜力伟大的产业机器人市场
中国机器人家当同盟数据显现,2014年环球机器人销量增进27%至22.5万台,中国市场销量增进54%至5.6万台,一连两年景为环球最大产业机器人市场。个中海内企业贩卖16945台,比上年增进77%,外资企业在华贩卖约40000台,较上年增进47%。在已往十年,中国机器人市场销量年均复合增长率到达32%,2013、2014年分别到达45%、54%。

现在产业机器人在汽车行业运用最为普遍,国内汽车行业机器人市场约400多亿元,汽车之外的制造业需求约200亿。将来汽车行业的运用增进趋缓,而其他如电子电气、化工、制药等行业的机器人需求则成倍增进。将来3年,机器人在3C电子、金属、橡胶塑料、食物和医药行业的运用增进将凌驾汽车行业,一样平常制造业范畴将成为产业机器人的新疆场。估计到2020年海内机器人市场将到达2000亿元。个中一半制造业1400亿,汽车600亿。



2016上半年中国机器人科技公司排行榜

从环球局限看,日本、德国、韩国、美国四国的产业机器人市场成熟度下,而中国事最具市场潜能的国度;中国、日本、美国事产业机器人重要购置国,但中国产业机器人的渗出率近低于发达国家,日本、德国、美国等发达国家产业机器人手艺和渗出率上风显着,个中日本是环球产业机器人最大的生产国和消耗国;从单一企业来看,瑞典的ABB、德国的库卡、日本的发那科和安川机电四家企业是环球重要的产业机器人供货商,在环球产业机器人本体市场,机器人四大龙头企业远几年年收入占比凌驾50%,是这一范畴的绝对强者;在机器人系统集成方面,除机器人本体企业的集成业务,着名自力系统集成商借包孕杜我、徕斯和柯马等。
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重要国度产业机器人密度

二、产业机器人的分类
产业机器人现在从市场化和可接受的角度是大大高于服务类机器人的,那能够也和实际的市场需求有较大联系关系,许多产物的提高从汗青角度来看,也是先产业后民用。产业机器人从机器构造可分为:

1
枢纽机器人
枢纽机器人也称枢纽手臂机器人或枢纽机器手臂,是现今产业发域中最常见的产业机器人的形状之一。合适用于诸多产业范畴的机器自动化功课,好比,主动装配、喷漆、搬运、焊接等事情。机器人前3个枢纽决意机器人在空间的位置,后3个枢纽决意其姿势,多以旋转关节情势组成。

新紧的柔性枢纽机器人

2
平面SCARA机器人
平面内活动,构造简朴,机能优秀,运算简朴,适于精度较下的装配操纵;SCARA机器人有3个旋转关节,其轴线互相平行,在平面内停止定位和定向。另一个枢纽是挪动枢纽,用于完成末尾件在垂直于平面的活动。伎俩参考点的位置是由两旋转关节的角位移φ1和φ2,及挪动枢纽的位移z决意的,即p=f(φ1,φ2,z),如图所示。这类机器人的构造轻巧、相应快,比方Adept1型SCARA机器人活动速度可达10m/s,比一样平常枢纽式机器人快数倍。它最适用于平面定位,垂直偏向停止装配的功课。
备注:SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm,中文译名:选择顺应性装配机械手臂)
平面SCARA机器人

3
直角坐标机器人
也称桁架机器人或龙门式机器人。是可以或许实现自动控制的、可反复编程的、多自由度的、活动自由度建成空间直角干系的、多用途的操纵机。其事情的行动体式格局重要是经由过程完成沿着X、Y、Z轴上的线性活动。特性:简朴,掌握轻易,占地空间大。

直角坐标机器人

三、产业机器人投资时机
如今我国海内产业机器人家当显现出整机家当泡沫化和要害零部件面对打破的两大特性。

1
机器人整机
已往5年,中国机器人市场以年均36%的速度增进,2013年销售量爬升至36560台,同比增进60%,成为世界第一机器人大国,也是环球机器人增长速度最快的市场。海内机器人整机企业也愈来愈多,据不完全统计2014岁尾便到达了4000家。

然则海内大多数机器人公司只做系统集成,范围不大,要害零部件依托入口,广泛做的是消费加工买卖,产物条理不下,仍然以传统机械臂和机械脚为主。

由于减速器、伺服机电等中心零部件只能依靠外洋,本钱下,让国产机器人取外洋产物的售价很易拉开差异,缺少合作上风。

2
要害零部件
海内有一种一般的说法:产业机器人重要由机器本体及控制系统、伺服驱动、伺服机电、减速器四大中心功用零部件构成,个中机器本体占总成本的10%,控制器、伺服驱动、伺服机电三者共占60%,减速器占30%。也就是减速器占有产业机器人本钱的1/3。

在机器人要害器件方面,海内企业正面对打破的边沿。控制器、伺服驱动、伺服机电海内龙头企业(埃斯顿、埃妇特等)曾经实现量产,最先逐渐替换进口产品。减速器范畴海内企业正处于打破的边沿,秦川机床、单环传动(等企业曾经消费出样品,最先提供给整机厂停止小批量试用。要害零部件的国产化将终究大幅度低落国产产业机器人售价,进步海内机器人企业的竞争力。

四、榜单上市公司简析
1
新紧机器人
公司是目前国内机器人行业龙头企业,重要业务包孕:机器人系统集成,自动化立体仓库,军用机器人等。公司近年来主动拓展机器人控制器、伺服机电等要害零部件、产业机器人本体、军用机器人、服务机器人及激光等业务,相符机器人行业生长大趋向。

依托中科院沈自所,具有壮大的手艺根蒂根基和当局资本。海内较早进入机器人范畴,业务形式稳固,营支范围稳固增进。

跟着机器人行业的快速生长,公司作为行业龙头有理由享用行业下溢价,并无望成为千亿级的机器人公司。估计公司2015-2017年净利润分别是4.2亿、5.8亿、7.7亿。对应当前股价PE为121倍、88倍、66倍。

2
汇川手艺
汇川手艺股份有限公司是专门处置产业自动化掌握产物的研发、消费和贩卖的高新技术企业。主要产品有高压变频器、高压变频器、一体化及专机、伺服系统、PLC、HMI、永磁同步电机、电动汽车机电控制器、轨道交通牵引体系等。公司在高压变频器市场的占有率在国产品牌厂商中压倒一切,个中一体化及专机产物在多个细分行业处于业内抢先职位。

汇川手艺重点结构智能制造、新能源、产业互联网三大范畴,产物普遍应用于电梯、起重、机床、金属制品、电线电缆、塑胶、印刷包装、纺织化纤、建材、冶金、煤矿、市政、汽车、轨道交通等行业。

2015年公司实现业务支出27.71亿元,同比增进23.54%,归母净利润8.09亿元,同比增进21.46%,EPS1.02元,运营运动发生的现金流量净额8.02亿元

3
新时达
新时达是海内最大的电梯控制系统配套供应商。上海新时达机器人有限公司是新时达股分齐资子公司。2003年新时达收买了德国Anton Sigriner ElektroNIk GmbH公司,离别在德国巴伐利亚取中国上海设立了研发中央,把环球抢先的德国机器人手艺引入中国。2013年在中国上海竖立了年产能2000台的生产基地,机器人产物系列已掩盖6kg-275kg。

新时达依托机器人控制器、驱动器、系统软件平台等抢先手艺,为客户供应最好的一体化体系解决方案。公司的服务网络已掩盖中国31个省、市地区。新时达机器人适用于种种生产线上的焊接、切割、打磨抛光、洗濯、高低料、装配、搬运码垛等上下流工艺的多种功课,普遍应用于电梯、金属加工、橡胶机械、工程机械、食品包装、物流设备、汽车零部件等制造范畴。2014年公司连续完成和推出6轴小型多枢纽机器人、控驱一体化产物,活动掌握底层平台建立、新一代伺服驱动体系等产物,最先了公司机器人的消费。

14年收买深圳市寡为兴数控技术有限公司将业务扩展到机器人要害零部件范畴,减速机器人量产速度。寡为兴是海内排行第二的控制器企业,有恒久的控制器研制汗青,寡为兴的SCARA机器人已供给富士康和歌我声学等电子企业。15年领取现金拿下晓奥享荣51%股权进入了汽车自动化生产线,晓奥享荣是一家汽车整线装备范畴具有体系智能化工程设计、制造及配套等中心竞争力的企业,具有了完好的机器人汽车自动生产线设想、制造、工程施工和相干配套手艺。

4
均胜电子
均胜电子重要致力于智能驾驶控制系统、新能源汽车动力管理体系、产业自动化及机器人、高端汽车功用件总成等的研发取制造。总部位处中国宁波,环球具有约20家消费及贩卖基地,4个研发中央;现有员工7000余名,研发职员逾1000人。成立于2004年的均胜电子前身是一家以汽车功用件为主业的零部件企业。

2011年至今,公司前后收买了德国老牌汽车电子公司PREH、德国软件公司INNOVENTIS、德国机器人公司IMA和德国优异汽车零部件企业QUIN。经由过程企业立异晋级和屡次实行外洋并购,公司提早实现全球化和转型晋级的战略目标,加强了各个业务范畴的气力。现在均胜电子已成为宝马、疾驰、奥迪、群众、通用和福特等汽车制造商的A级供应商,并屡获保时捷、群众、通用等汽车制造商优异供应商奖。另外,公司借取佛吉亚、博世、伟世通等国际有名汽车零部件供应商严密协作。

重要业务分为四块,根据支出占比顺次为:

1)汽车电子产品:57%。(人机交互(HMI),前五大客户是宝马、疾驰、群众、福特和通用)

2)表里饰功用件:32%(取Quin整合,定位高端产物,优化低端生产线,毛利率增进2.5个百分点)

3)产业自动化及机器人:7%(供应整套解决方案,不限于汽车零部件,包孕医疗和快消行业。着名客户包孕博格华纳BORGWARNER、苏斯帕(SUSPA)、天合(TRW))

4)新能源动力控制系统:4%(为宝马供给电池管理体系,为特斯拉供给局部传感元器件,供应宁波新能源大巴的电容管理体系)

可见,产业自动化及机械人和新能源动力控制系统借属于发展阶段。个中产业自动化及机器人的毛利率较下。

5
埃斯顿
2015年4月份,在IPO列队苦等多年的埃斯顿终究如愿以偿天登上中小板,成为了继新松机器人后又一只“纯粹”的国产机器人概念股。自建立以来,埃斯顿一向专注于高端智能机械装备及其中心掌握和功用部件研发、消费和贩卖,主要产品包孕应用于金属成形机床的数控系统、电液伺服系统、普遍适用于种种机械装备的交换伺服系统,和产业机器人及成套设备等。

埃斯顿2010年便最先研发产业机器人,2011年景坐了专门研发和消费产业机器人的控股子公司埃斯顿机器人公司,并最先停止机器人本体和零部件的研发制造。现在,埃斯顿的机器人产物包孕六轴通用机器人、四轴码垛机器人、scara机器人、DELTA机器人和伺服机械手和智能成套设备。

埃斯顿是海内抢先的智能产业设备中心零部件和产业机器人提供商,公司手艺气力壮大,主要产品金属成型机床的数控系统和电液伺服系统市占率离别凌驾80%和30%,位居海内第一,交换通用伺服产物销售额仅次于汇川手艺,现在重点生长的产业机器人产物仅用三年工夫跻身外乡品牌前五。公司产业机械人和伺服系统功绩快速增长,定增添码功绩无望继承起飞,将来在产业4.0、智能制造范畴具有伟大空间癿产业机械人和通用伺服产物无望放量成为公司业绩重要增长点。

6
华昌达
华昌达的原有业务重要是消费贩卖汽车总装生产线,2013年公司投入研发用度1500多万元停止了包孕AGV体系和机器人集成运用等在内的项目研发。2014年,华昌达以6.3亿拟溢价10倍购置上海德梅柯100%的股权;2015年,华昌达又以生意业务对价为5350万美元现金出海收买DMW。

上海德梅柯是产业机器人集成体系供应商,一向专注于产业机器人成套设备及生产线的设想、研发、消费和贩卖;而DMW是美国专注于供应汽车生产线的物料管理体系提供商,重要面向北美汽车行业取产业市场制造商,是美国外乡最具范围的汽车智能设备系统集成商之一。

同时,华昌达相干人士泄漏,在往年公司的外洋收买中,应该会有项目落地。不难展望,跟着华昌达在资本运作层面的进一步加深,若华昌达能实现最大化的整合上海德梅柯、DMW和后续并购标的的上风资本,其无望成为海内机器人系统集成范畴巨子之一。

7
上海电机
公司署理的纳博特斯克减速器业务占比较小,电梯是公司最中心的业务,公司照样日本纳博特斯克的代理商,跟着纳博特斯克常州减速器工场的设立,将为公司拓展新的利润增长点。

2015年2月,上海电机公布通告称,公司齐资子公司上海电气液压气动有限公司将取日本纳博特斯克株式会社合伙设立纳博特斯克周详机械有限公司,处置消费机器人周详减速机。纳博精机将凭据机器人周详减速机的消费所需,对本江苏纳博的建筑物和消费设备停止改建和从新结构,企图构成年产20万台周详减速机的产能,机器人周详减速机现在根基由纳博特斯克把持,也是外乡机器人生长的要害掣肘,上海电机在机器人范畴的结构弗成小觑。

8
博真股分
2005年公司自在研发机器人本体、自立研发机器人控制器,实现工程运用。博真股分在搬运机器人装备、经济型物流搬运机器人等范畴局部完成中试,有的在推行运用阶段,有的已实现范围贩卖,高温机器人、智能货运转移装备等是博实的计谋新产品。博真股分是中国石化严重设备国产化研制单元,其客户包孕中国石化、中国石油、中化集团、中国海油、中国大唐等天下大型企业集团。

另外,2015年,博真股分出资一亿元注册资金设立齐资子公司博真高端医疗设备有限公司,同时取哈尔滨思哲睿智能医疗设备有限公司、姑苏康多机器人有限公司、杜志江等9名自然人配合签署《微创外科手术机器人及智能东西项目投资协议书》。投资项目主体致力于微创外科手术机器人、病愈机器人、系列化机器人手术器械等高端外科手术装备和智能医疗器械的研发。

凭据相干研讨机构展望,环球医疗用机器人市场规模将由2011年的不到7.9亿美圆,到2016年增进至13亿美圆。博真股分如能主动发力医疗机器人市场,率先打破产业化,降低成本,或无望实现弯道超车,抢占海内医疗机器人市场计谋高地。

9
蓝英设备
蓝英设备公布的2016年一季度功绩预报中显现,公司红利550万元,比上年同期下落39.96%。2015年1月,蓝英设备取机器人系统集成商骏腾发主动焊接设备有限公司签订《投资框架协议书》,公司拟以现金体式格局背目的公司增资,增资后持有其51%股权。骏腾发于2010年进入机器人自动化集成范畴,公司业务支出在远几年获得较快增进。将来生长中,蓝英设备无望联袂骏腾发将产业机器人系统集成业务做强做大。

10
三丰智能
公司重要处置智能运送成套设备的研发设想、制造、安装调试取技术服务,以手艺为依托为客户供应智能运送整体解决方案,是海内最早处置该业务范畴的企业之一。

远几年,三丰智能在智能设备范畴的并购整合行动一向在络续加速。2014年1月下旬,三丰智能公布收买合肥天海小松自动化仓储设备有限公司;8月尾,公司又公布接踵收买湖北寡达智能泊车设备有限公司70%股权取湖北三扬石化有限公司70%股权。

2014年11月,三丰智能出卖子公司三丰驰众49%股权,并购长沙驰寡。2014年公司子公司湖北三丰驰众机器人有限公司实现营支1629.18万元,湖北三丰小松自动化仓储设备有限公司实现营支35.03万。



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