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机器人产业链专题报告:机器人的关节

时间:2024-05-21   访问量:0

机器人运动控制的关键硬件——执行器

执行器-机器人的关节机器人通常由。机构驱动系统、控制系统和传感系统。机器人行走机构它是机器人赖以完成任务的实体,通常由一系列连杆、关节或其他形式的运动副组成。工业机器人按照手臂的运动形式可以分为四种:直角坐标的手臂可以沿着三个直角坐标运动;柱坐标的手臂可以上下移动、旋转和拉伸;球形坐标臂可以旋转、俯仰和伸展;铰接臂有多个旋转关节。这些动作需要执行器来完成。执行器根据运动可以分为两类:旋转执行器和线性执行器。1)旋转执行机构会将某物旋转一定的角度,这个角度可以是有限的,也可以是无限的。旋转致动器的典型例子是马达, 其是将电信号转换成其轴的旋转运动的致动器。当电流施加到基本马达时,马达旋转。将电机直接连接到负载会产生直接驱动的旋转致动器,其中许多类似于用作机械杠杆的致动器。机构结合(优点)降低转速,增加扭矩。如果最终结果是旋转,则组件的输出仍然是旋转致动器。2)旋转致动器也连接到将旋转运动转换成来回运动的旋转致动器。机构,的机构它被称为线性致动器。线性致动器基本上沿着直线移动物体,通常是来回移动机构包括滚珠/滚柱丝杠、皮带和皮带轮、齿条和小齿轮。滚珠丝杠和滚柱丝杠通常用于将旋转运动转换成精确的直线运动,例如, 在加工中心。齿条和小齿轮通常增加扭矩,降低旋转运动的速度。它们也可以用来将旋转运动转换成直线运动。机构组合使用。旋转执行机构主要有RV减速器和谐波减速器:1)RV减速器:RV通常使用摆线针轮用于大扭矩的机器人关节,主要用于负载在20公斤到几百公斤的机器人,RV用于一、二、三轴。长期使用后RV的精度高于谐波。由于RV的部件更复杂,承载强度更高,制造难度大于谐波,生产线的资本支出更高;2)谐波减速器:渐开线齿形是谐波过去的主要表达方式,现在也有厂家采用双圆弧齿形。谐波可以加载小转矩, 通常用于20公斤以下的机械臂。谐波中的一个关键齿轮是柔性的,需要反复高速变形,所以比较脆弱,承载能力和寿命都弱于RV。丝杠是将旋转运动转变为直线运动的传动副零件。按摩擦特性可分为滑动螺旋、滚动螺旋和静压螺旋。其中,滚动丝杠根据载荷传递元件的不同可分为滚珠丝杠和行星滚柱丝杠:1)滚珠丝杠:它是传动机械中应用最广泛、精度最高的传动装置。具有摩擦阻力小、传动效率高、定位精度高、刚性高、微量进给、高速进给、无侧隙、使用寿命长等特点。2)滚柱丝杠:与滚珠丝杠相比,滚柱丝杠具有载荷高的优点, 刚性高,使用寿命长。行星滚柱丝杠成本高,侧重高端或特殊需求,应用规模不大,主要替代液压执行机构。3)梯形丝杠:运动原理与滚珠丝杠相同,不同的是梯形丝杠没有滚珠,螺母与丝杠轴之间的运动是滑动摩擦,所以梯形丝杠也叫滑动丝杠。滚珠丝杠是滚动摩擦,梯形丝杠是滑动摩擦。滚动摩擦的摩擦系数远低于滑动摩擦的摩擦系数。大多数滚珠丝杠的传动效率高达90%, 有的在95%以上。大多数梯形螺杆的传动效率低于70%。执行器决定了机器人的负载和工作精度。机器人的技术参数反映了机器人的胜任工作和最高操作性能。主要包括:自由度、额定载荷、工作空间和工作精度。其他参数包括:工作速度、控制方式、驱动方式、安装方式、动力源容量、车身质量、环境参数等。1)自由度:工业机器人的自由度是根据用途设计的。机器人的自由度反映了机器人动作的灵活性。自由度越多,机器人就能越接近人手的动作功能,通用性就越好。它可以用直线运动、摆动或旋转的次数来表示。自由度越多,结构越复杂, 而且对机器人的整体要求也越高。工业机器人将机械手上的每个关节视为一个独立的伺服机构。机构即每个轴对应一个服务器,每个服务器由总线控制,控制器统一控制和协调工作。2)额定负载:又称有效负载,是指工业机器人在正常工作条件下,在规定的性能范围内,手腕端所能承受的最大负载。工业机器人的负载范围很大,一般为0.5 ~。当负载较重时,增加电机功率并不划算,可以在合适的转速范围内通过减速器增加输出扭矩。伺服电机在低频转速下容易发热和低频振动,不利于保证长时间工作的工业机器人准确可靠运行。精密减速器使伺服电机以合适的速度运行, 并且精确地将转速降低到工业机器人各部分所需的速度,从而提高机械刚性,输出更大的扭矩。3)工作精度:重复定位的精度取决于机器人关节减速器和传动装置的精度,绝对精度取决于机器人控制算法、编码器精度、减速度和传动装置精度的综合性能。一般来说,机器人的重复精度高于绝对精度。为了提高机器人的绝对精度,需要进行高精度的标定。标定分为三个层次:第一层次是对执行器和关节传感器的标定,即确定关节位移传感器产生的信号与实际关节位移之间的关系;在第一级的基础上, 第二级增加了机器人几何参数的标定,针对各连杆运动变量误差和各连杆结构参数误差引起的位姿误差;第三级是非几何标定,针对关节柔性、摩擦、间隙、连杆柔性等引起的误差。在标定过程中,测量是参数辨识和补偿前的重要环节,包括关节位移测量和机器姿态测量。位姿测量方法包括接触式和非接触式两种,其中接触式测量对机器人位姿的限制较大;在非接触式测量中,CMM只能测量小型机器人,而激光跟踪仪对环境影响敏感,操作复杂,测量时间长。4)工作空间:又称工作范围和工作行程, 指工业机器人工作时手腕参考中心(即手腕旋转中心)所能达到的空间面积,不包括手本身所能达到的面积,通常用图形表示,P点为手腕参考中心。工作空间的形状和大小反映了机器人的工作能力,不仅与机器人各连杆的大小有关,还与机器人的整体结构有关。工业机器人可能因为工作时手够不到的死区而无法完成指定的任务。由于末端执行器的形状和尺寸多种多样,为了真实地反映机器人的特性参数,工作范围一般是指末端执行器未安装时。可到达区域。综上所述,执行器是机器人的关键部件, 这对机器人的负载和精度有很大影响。缓速器是一种减速传动装置,通过降低转速来增加扭矩,从而传递更大的载荷,克服伺服电机输出扭矩小的缺点。关节执行器:结构紧凑,负载高,能耗低。从特斯拉的发布会上,我们预计特斯拉的车身共有28个关节,包括三种旋转执行器(14个)和三种线性执行器(14个)。特斯拉旋转执行器方案猜想:永磁无刷电机+谐波减速器+制动器+双编码器+扭矩传感器+轴承。使用谐波传感器的优点:体积小,速比大,可达160: 1,扭矩密度高。轴向标尺小,致动器接头轴向可以比较紧凑。在机器人行业,大部分关节都没有集成扭矩传感器,这是从成本方面考虑的, 集成难度和刚度损失。集成扭矩传感器的优点是关节更安全,力控制算法更简单。特斯拉直线执行机构方案猜想:永磁无刷电机+行星滚柱丝杠+位置编码器+力传感器+轴承。采用直线驱动器驱动关节的优点是:1)空间利用率高。与传统的分布在关节附近的旋转驱动器相比,线性驱动器可以纵向布置,最大限度地利用腿部的内部空间,并且可以布置更大更长的电机来提供更大的驱动力。2)自锁能力。线性致动器的螺旋驱动机构通过合理的设计,可以具有自锁能力,即在下半身不动的情况下自动锁定姿态,不消耗能量,形成一个低功耗稳定的中轴。3) 低能耗高负荷。之所以用直线执行器做上肢的肘关节屈伸运动,是符合腿的原理的,能耗低,推力大。由两个前臂线性驱动器组成的并联关节的主要目的是减小腕关节的尺寸。细长腕关节有两个优点:一是减少了抓取过程中关节与工件的干涉,提高了抓取路径的灵活性;二是减少前臂对视觉建构和视觉位置反馈的干扰,提高控制精度。采用行星滚柱丝杠可以输出高精度和高承载能力。行星螺杆的螺距可以做得很小,所以很容易通过小扭矩实现大推力,电机的功率和体积也可以更小。电机的转子集成到螺母中, 整体结构更加紧凑。2.2Kg作动器输出可达,推力密度高。仿人机器人旋转执行机构:需求弹性与供给能力分析减速器占成本的35%,是工业机器人中价值最高的。预计该值在人形机器人中仍将占较高比例。工业机器人的控制过程是:控制器向伺服驱动器发出指令,驱动伺服电机转动,通过减速器执行动作。在工业机器人上游的三个部件中,减速器的成本占比最高,为35%,伺服系统(伺服电机+伺服驱动器)、控制器分别占25%和10%。仿人机器人产业化对谐波减速器需求的敏感性分析2017-2021年,精密减速器(谐波+RV)销量从49万台增长到101万台, 复合增长率为19.8%,工业机器人用精密减速器销量从41万台增长到84万台,复合增长率为19.5%。2021年占82%。2018-2021年,精密减速器市场规模从57.7亿元增长到59.5亿元,复合增长率为1%,这与国内替代加速、均价下行有关。仿人机器人的运动执行部件可以采用谐波减速器作为主要执行部件之一。假设仿人机器人具有不同的年销售规模,并对谐波减速器的需求弹性进行敏感性分析。核心假设:1)此计算假设人形机器人年销量在10万-100万台之间;2)单个仿人机器人配有14个谐波减速器;3) 马斯克在特斯拉开放日上提出,特斯拉人形机器人的最终售价将降至2万美元以下,远低于目前产业链的成本。暂时无法对产业链各环节的成本降低程度和速度做出假设。我们认为技术成熟和产业链成本降低是产业化的前提,技术成熟和成本降低后规模化是必然。从目前已知的信息来看,人形机器人采用RV减速器的概率比较小。因此,我们不分析RV减速器的灵敏度。预计未来RV减速器的主要应用场景是工业机器人。谐波减速器供应模式:国产化提速汉马纳科是世界上最大的谐波减速器制造商, 全球市场份额超过80%。谐波传动最初在美国用于空间运动控制。Tanegawa Gear将其引入日本并量产。1970年,哈默纳科成立。经过50多年的技术迭代和海外版图扩张,哈默纳科垄断了谐波减速器的全球市场份额,产品矩阵更加丰富,包括精密减速器(谐波减速器、减速器组件和行星减速器)和机电一体化产品(执行器和控制器)。2021年,Hamernaco的营业收入为570亿日元,2000年至2022年的年复合增长率为8.3%,与全球工业机器人产业的增长率基本一致。毛利率稳定在40%左右,净利率保持在20%以上。随着国内谐波减速器的快速发展,绿色谐波率先打破垄断, 铜川、大足紧随其后,双环、仲达立德、国茂股份开始入市。我国谐波减速器生产企业起步较晚,受益于我国工业自动化对工业机器人的旺盛需求,国内谐波发展迅速,近年来国内替代步伐加快。2021年,哈默纳科占中国谐波减速器市场份额的38%。相比2018年52%的市场份额,已经大幅下降。以绿色谐波为代表的国产谐波减速器份额大幅增长。随着德博的发展,中国的新玩家越来越多。台湾地区的信保、弗莱份额一直比较稳定,铜川、汉民族等公司也占据了一定的市场份额。中大立德、国茂和杨光也加入了竞争, 加快了国内生产能力的建设。国产谐波换来的是价格,高端产品的技术突破成为关键。谐波减速器结构简单,在低寿命要求下门槛低。疫情下,外资厂商供货周期长,国产品牌抓住市场窗口期快速放量,但产品多集中在中低端市场。国内企业可以依靠本地优势提供低成本谐波。2021年均价2000元左右,Harmonaco谐波进口单价8000元以上。价格优势在销量上是亮眼的。据MIR预计,2021年,绿谐和弗莱减速器的销量将分别为17.8万台和9.5万台,远超35,000在摩纳哥。RV减速机供应格局:国产品牌正在突破纳博茨克是全球最大的RV减速机制造商,全球市场占有率超过60%。Botsk的前身是帝人机械和纳博克株式会社,2003年合并为控股公司。公司Na Botes的全资子公司。公司。1980年,日本帝人精机将RV减速器应用于机器人行业,解决了工业机器人易冲击损伤、手臂振动等问题。1986年开始大规模用于工业机器人,赶上了日本“机器换人”的浪潮,确立了行业领先地位。纳博茨克的收入逐年稳步增长,2003年至2022年的年复合增长率为4.9%。收入从2003年的1250亿日元增长到2022年的3080亿日元,2022年的毛利率为5.9%,净利率为24.8%。2021年,纳博茨克在中国的份额为52%, 并且国产品牌份额超过30%。排名靠前的企业是仲达立德和秦川机床。南通镇康,珠海飞马、智通科技等。南通镇康在2010年研发了第一台RV减速器。双环传动和仲达立德分别于2013年前后开始研发工业机器人精密减速器。经过十几年的技术积累和产品品类拓展,双环传动的市场份额大幅提升,从2018年的7%提升到2021年的15%。国内顶尖企业有仲达立德、秦川机床等。南通镇康,珠海飞马、智通科技等。机器人用轴承供应模式:以进口工业机器人为主,特种轴承主要有等截面薄壁轴承、薄壁交叉圆柱滚子轴承、RV减速机轴轴承、谐波减速器用柔性轴承。 等等。大多采用非标、多辊设计原则。国内工业机器人配套轴承大部分依赖进口。国内虽有少数厂家生产工业机器人配套轴承,但批量小,品种规格少,零部件通用化程度低,供货周期长,成本高,质量不稳定。近年来,中国轴承制造商的制造能力得到了显著提高。从事机器人轴承研发的主要厂商有:人本轴承、国机集团、洛阳 LYC轴承公司、北京谐波技术研究所,洛阳龚辉中轴线,梧州春节。直线驱动器:需求弹性与供给能力分析2022年人形机器人产业化对直线驱动器的需求敏感度分析, 全球滚珠丝杠市场规模为20.4亿美元。如果不考虑人形机器人的产业化,预计行业将保持低速平稳增长。预计到2029年市场规模为30.9亿美元,2023-2029年复合增长率为6.1%。亚太地区拥有最大的消费市场,占市场份额的58%,其次是欧洲。我们假设人形机器人有不同的年销售规模,对滚珠丝杠、滚柱丝杠和滑动丝杠的需求弹性进行敏感性分析。核心假设:1)此计算假设人形机器人年销量在100 ~ 100万台之间;2)单个仿人机器人配有14个谐波减速器;3)特斯拉尚未公布其直线执行机构的具体方案,我们猜测可能有两种方案:方案一:4个滑动+8个行星滚柱丝杠; 方案二:14滚珠丝杠;4)马斯克在特斯拉开放日上提出,特斯拉人形机器人的最终售价将降至2万美元以内,这与目前产业链的成本相比,有很大的成本下降空间。暂时无法对产业链各环节的成本降低程度和速度做出假设。我们认为技术成熟和成本降低是产业化的前提,技术成熟和成本降低后规模化是必然的。滚珠丝杠的供应格局:高端外资主导,中低端滚珠丝杠完成国内替代的主要供应商集中在日、德、台,NSK占据全球滚珠丝杠最大份额。全球市场被日本NSK、日本THK等企业垄断,CR5约为46%。 日本和欧洲企业合起来约占全球市场份额的70%。在国内市场,白银和银泰的份额接近50%,NSK和THK的份额约为15%,国内企业的份额约为25%。国内企业起步晚,产业规模小,产品丰富度低,生产效率低,尚未形成具有国际影响力的品牌。主要制造商有:南京技术,博特精工,合肥赛勒斯(江苏Reilly)、支钉科技(江苏瑞里)、华欧精密等。国产滚珠丝杠在中低端的应用基本实现了国产替代,产品丰富度和技术指标与国外投资者相差不远。在高端产品中,滚珠丝杠控制和精度保持的精度、最高转速、噪音、温升等方面都有待提高。在高端市场领域, 国产滚珠丝杠副开始在机床企业批量使用,如秦川机床、海迈克精密等。百世和恒力液压也在布局相关产品。滚柱丝杠的供应模式:中国正处于初级阶段。20世纪70年代,随着武器装备技术和石油、化工、数控机床对大推力、高精度、高效率、长寿命的需求日益增加,行星滚柱丝杠开始大规模使用。自1970年以来,瑞士 公司(后被GSA收购)致力于行星滚柱丝杠产品的制造和研究。美国公司将行星滚柱丝杠平行化为六个自由度。机构新型电动推杆已经开发出来,行星螺杆的商业化也开始加速。目前主要应用于航空航天、武器装备等军事领域, 以及数控机床、工程机械等民用领域。在行星滚柱丝杠市场上,世界主要制造国与瑞士差距较大。国外有能力生产行星辊线材的公司主要有GSA、SKF、穆格等。总务管理局(General Services Administration) 公司是国内最大、产品系列最全的行星滚子制造商,在装配、加工技术、材料、热处理技术等方面有着深厚的积累。从产品覆盖规格、生产规模到产品生产经验积累,对其他地区形成了滚动优势。国内行星滚柱丝杠处于起步阶段,只有少数企业具备小批量生产能力,包括博特精工、常州思科瑞,南京技术等。2010年,博特精工,南京技术,常州思科瑞等国内厂商纷纷投入行星螺杆的研发, 现在他们有能力小批量生产。国内行星螺杆的承载能力和产品尺寸覆盖还有差距,产业化和规模化水平处于初期。技术壁垒:减速器、丝杠、轴承等精密产品和零件的设计、材料、工艺、加工的技术壁垒都体现在设计、材料、工艺、加工精度上。最后体现在产品性能上,比如精度保持率、寿命、故障率等等。国产减速器与海外产品的性能差距体现在寿命和精度保持上。在效率、减速比、传动精度、扭矩刚度等关键指标上,国产减速器基本达到国际领先产品水平,但在疲劳寿命上存在差距, 批量产品的失效率和稳定性。官网数据显示,纳博茨克销量最高的RV-C和RV-E系列具有更高的额定输出扭矩和减速比,使用寿命可达6000小时以上。国产减速器与国外产品相比,长期使用后仍存在磨损、漏油、精度下降等问题;国产谐波减速器在高速场景下容易开裂,产品的稳定性和使用寿命还有待提高。减速器的性能不仅与啮合原理、齿形设计和结构优化有关,还与原材料、加工和热处理工艺有关。国产减速器在效率、减速比、传动精度、扭矩刚度等关键指标上基本达到国际领先产品水平,但在疲劳寿命、故障率、批量产品稳定性等方面存在差距。 这不仅与啮合原理、齿形设计和结构优化有关,还与原材料、加工和热处理工艺有关。在本章中,我们将主要以谐波减速器为例来解释高精度核心部件的技术壁垒。谐波传动技术包括:总体结构、柔性轮、刚性轮、凸轮、柔性轴承、交叉滚子轴承、齿形、波发生器、制造和试验方法。从专利申请数量来看,总体结构、波发生器、柔轮和制造是谐波减速器技术的研发重点。1)波发生器(柔性轴承):减速器厂家通常从轴承厂家购买标准的柔性轴承,通过质检, 然后将它们压入自己的凸轮,成为波浪发生器。Cam:虽然制造商的标准产品用于交付期和价格会好一些,但是由于电机的轴径、长度、安装方式的不同,很多厂家会对凸轮提出定制的要求。进口品牌深度定制减速机大都会。以前的国产品牌规模小的时候,很难定制。柔性轴承的核心问题是材料和热处理。需要承受球体的压力和高速运动的变形。太软,通道容易损坏,太硬,轴承容易断裂。Cam加工是主要问题,其实目前国内的加工水平完全可以满足要求,只是后期批量后如何选择加工工艺达到最佳性价比。2) 刚性轮:主要生产工艺包括下料-热处理-轮廓加工-齿轮加工等。一般打样会用40Cr棒材,量产会用球墨铸铁,主要是进口,主流厂家保炉。滚齿广泛应用于大批量生产中。成型后,牙齿会得到强化,主要是喷砂或渗氮,目的是硬化耐磨。3)柔性轮:常用的材质是,也有不同的微量添加。一般来说,制造商使用棒料在加工前进行锻造。与刚性轮相比,柔性轮的加工有三个最大的难点:一是精加工时柔性轮的壁很薄,为防止变形和抖动,需要专用夹具支撑内壁;其次, 要控制好刀具窜槽量,保证柔性轴承压入后刚好支撑住齿;第三是牙齿修形的问题。世界上的牙型都是HD,只有少数厂家有能力设计新的牙型。4)交叉滚子轴承:谐波减速器专用交叉轴承,刚性高,回转精度高,复合承载能力强,外形紧凑。精密轴承是制造业的关键组成部分,机器人配套轴承是轴承的细分市场。机器人用精密轴承包括:谐波减速器专用十字轴承、柔性轴承、RV减速器轴承、交叉滚子轴承、等截面薄壁轴承等。5)油封和润滑:是非常成熟的部分, 但大型制造商通常会定制油封以提高性能。谐波润滑可分为油润滑和脂润滑两种方式。油润滑流动性好,润滑性好,导热性好,可以提高转速,但对密封的要求很高。目前只有HD采用油润滑,所以只有HD可以做高速谐波。除了HD,其他厂家一般都采用油脂润滑。设计:齿形设计和传动结构设计是关键谐波:绿色和幸运的齿形设计和传动结构避免哈默纳科的专利。领先的谐波减速器Harmonaco申请了齿形设计和传动结构专利。国内减速器厂家的绿色谐波P齿形和弗莱谐波δ齿形率先打破垄断,基本满足谐波减速器的性能要求。然而, 没有专利限制,新厂商很难设计出优秀的齿形。RV:摆线齿轮修形理论不完善。国内企业大多基于经验数据,没有足够完整的理论基础,导致不断尝试改进齿廓修形,增加研发时间,改进效果不明显;RV减速器结构复杂,设计中零件的配合和细节参数的优化是影响减速器精度的重要因素。材料和零件:长期依赖进口谐波减速器:柔轮材料长期依赖进口。国内外谐波减速器的柔轮材料基本都是40Cr合金钢。与最常用的晶粒和铁素体相的不一致导致局部微裂纹和尺寸精度变化, 这需要高纯度的材料。同样的原材料,由于国外提纯技术更高,杂质更少,国内谐波减速器的材料长期依赖进口。RV减速机:国产轴承精度还有很大差距。RV减速器的原材料包括齿轮钢(等。)和轴承合金。国内齿轮钢的生产水平已达到国外先进水平,但还存在一些差距(淬透性宽、纯净度低等。)与日本、德国、美国生产的齿轮钢相比。外购件:有些厂家会选择轴承、密封圈、滚针、挡圈等外购件。轴承是影响产品精度的关键因素, 但国产轴承的精度还有很大差距。技术:需要经验积累的热处理技术是提高减速器疲劳寿命和精度稳定性的关键环节。根据目的不同,热处理工艺一般分为初步热处理和最终热处理。初步热处理用于改善材料的加工性能和消除内应力。主要工艺包括退火、正火、时效和调制。最终热处理的目的是提高材料的硬度和耐磨性。为提高减速器的疲劳寿命和稳定性,主要工艺包括淬火、渗碳淬火和渗氮处理。谐波:柔轮的失效是谐波减速器的主要失效形式之一, 这限制了谐波减速器的使用寿命。柔轮壁薄,需要承受波发生器和外载荷的双重作用,良好的热处理工艺是保证材料结构和组织一致性的必要前提。柔轮的热处理技术、线切割、连续切割技术与国内厂家有差距,这也是决定减速器精度和寿命的核心。RV:设计比较复杂,其中摆线轮、偏心轴、针齿壳等核心部件加工难度很大。关键难点在于各工序的紧密配合,包括:加工精度,零件的对称性,分组工艺,装配精度, 等等。热处理技术是国内厂商的一大软肋。技术不过关,会导致产品变形,硬度不够。工艺的不同带来了产品精度、损耗速度、寿命的不同。这也对操作者的技术提出了很高的要求,需要根据各种情况的变化及时调整,保证良品率。滚珠丝杠的制造工艺主要有两种:滚压和磨削。其中,滚压属于批量制造,可以做到低精度,但生产效率高,设备门槛比磨削高。我国磨削丝杠发展较早,非标要求高,规格齐全。从开始只能满足一些非标要求,到现在基本满足所有使用场合,低噪音,低摩擦,重载, 低速和高速。还有一些注塑机等重型特种螺杆,基本已经完全国产化。滚动丝杠起步较晚,近几年才形成全系统产业链,早已取代低端的中国台湾省品牌。而一些细分产品,如小铅、特种材料、机电一体化丝杠等,也基本形成了系统的产业链。关键设备依赖进口:热处理、磨齿机、三坐标检测设备、高精度三坐标检测设备、齿轮检测设备是提高减速器齿轮精度的关键设备。谐波减速器的加工过程需要齿轮加工机床、三坐标测量机、加工中心、磨床、车床和热处理设备。RV减速器的加工设备包括齿轮加工机床、加工中心、车床、 磨床、硬拉床、三坐标测量机、热处理设备等。在实际工况下,RV减速器需要反复精确定位,对加工设备的精度要求很高,否则会造成产品磨损。a .加工设备:核心零件(如偏心轴、摆线轮、针齿壳、行星架等)的最终精加工设备。)依赖进口,关键设备仅限于使用层面。当面对新的要求或者技术的不断优化,国内厂商无法快速反应。b .专用工装:设备供应商一般不会提供成套的高精度工装设备,因此自主设计制造的工装是加工高精度零件的另一个关键因素;c检测设备:高精度三坐标检测设备和齿轮检测设备,以及相关材料检测设备, 保证齿轮质量和尺寸控制的精度是高精度RV减速器的关键。热处理设备国内高端热处理设备依赖进口。减速器的热处理生产线通常是定制的,也有企业外包加工。国内热处理行业发展水平低,中高档热处理设备长期依赖进口。2017-2021年,中国热处理设备制造业进口额在2000万美元左右波动。2019-2021年,我国热处理设备制造业进口额逐年增长。2021年,进口额为1.03万美元,增长16.10%。2017-2021年,进口额年增长率始终保持在80%以上,21年达到台湾,同比增长83.36%。设备稳定性仍有差距, 国内热处理设备信息化水平和生产线集成能力,部分厂家部分设备技术水平接近国外高端产品。领先的海外热处理设备和服务公司包括:艾协林、英达、益普生、易福迪、日本高周波、德国ALD等。综合实力较强的国内感应热处理设备制造商公司用于:上海恒景机电设备有限公司公司,天津 天丰淬火设备有限公司公司,洛阳升华感应加热有限公司公司,十堰恒进科技有限公司公司, 十堰天枢机电科技有限公司公司。其中,上海恒景机电设备有限公司公司,洛阳升华股份有限。公司,十堰恒进科技有限公司公司部分设备技术水平接近国外高端产品水平,逐步替代进口产品。高精度磨床高精度磨床长期依赖进口, 秦川机床、重庆机床和南二齿是磨齿机的国产替代丝锥。根据齿轮加工工艺,齿轮机床可分为滚齿机、插齿机、铣齿机、剃齿机、珩磨机、磨齿机等系列。齿轮加工工艺复杂,不同的工艺要求精度不同。一般来说,确定缓速器齿轮精度的过程是热处理后的精加工阶段,以磨齿机为主(不磨齿的齿轮最高只能达到6级精度,磨齿机的齿轮最高可以达到2级精度),设备长期进口,如乐绍尔、格里森、卡班尼斯、日本电装等。秦川机床是中国领先的磨齿机, 并且有望实现高端设备的国产替代。其双工位高效磨齿机精度可达到国家标准GB/-2008四级。重庆机床和南二齿轮也具备磨齿机的生产能力,其中重庆车床/高精度数控蜗杆砂轮磨齿机批量加工精度可达4-5级。高精度三坐标高精度齿轮检测设备高精度三坐标国内外产品的差距主要体现在三个方面:1)从精度水平来看,进口精密计量测量机可以达到0.5微米以内的检测精度,而国产设备最高只能达到0.8微米。且测量行程低于进口机型。2)进口机型从结构设计到材料向多方向发展, 而国内很多厂商的产品在结构和材料上几乎雷同,缺乏创新能力;3)进口机型的控制系统、探头、测量软件一般具有自主知识产权,掌握全部或大部分核心技术;而国产车型大多采用国外品牌作为关键零部件,自主研发能力较弱,缺乏核心技术。国际著名的测量机制造商主要有瑞典海克斯康、德国蔡司、德国文泽和日本三丰,其中计量测量机市场主要由蔡司和海克斯康垄断。中国有303家主要的三坐标测量机制造商。西安爱德华,青岛莱顿,姬翠花客等。产品SKU丰富度和客户粘性国内减速机厂商在产品矩阵上不如海外厂商丰富(SKU) 而且需要时间和技术的积累。哈默纳科和博纳都成立了半个多世纪,他们在减速器类别方面积累了很多。其中,哈默纳科谐波减速器产品涵盖15个系列,49种谐波减速器,包括空心轴减速器、微型减速器等多种款式。相比之下,绿色谐波产品包括6个系列的19个产品。纳博特斯的产品涵盖3个系列25 RV加速器,双环驱动包括2个系列12 RV减速器。无论RV还是harmonic,在品类丰富度上国内厂商都有差距,而且不是短时间能弥补的,需要技术、专利、时间的积累。(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。有关信息,请参阅原始报告。)开户炒股,享福利,送投资服务60天,提供一对一指导服务!

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