工业机器人是智能制造的核心。
什么是工业机器人？工业机器人是指应用于工业领域的多关节机械手或多自由度机械装置，具有一定的自动化程度，依靠自身的动力和控制能力实现各种工业加工制造功能。提高制造业自动化水平，推进智能制造，是我国制造业的发展方向。中国制造业涉及31个大类，179个。钟磊
而且是世界上工业门类最齐全，工业体系最完整的制造业。从体量上看，中国制造业增加值占全球近30%，连续多年保持全球制造业第一大国的地位。但中国制造业大而不强，在国际分工中仍处于中低端水平。《中国制造2025》提到，我国要以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，强化工业基础能力，提高综合集成水平，推动工业转型升级，实现制造业由大到强的历史跨越。工业机器人是提高我国制造业自动化水平，推进智能制造的重要环节。工业机器人可以在各种繁重、枯燥或有害的环境中代替人工劳动，具有精度高、稳定性高、成本低等优点。以工业机器人为核心，以信息技术和网络技术为媒介，通过高效连接所有设备，形成大规模自动化柔性生产线。各机组直接在统一的信息系统调度下工作，生产效率将进一步提高，是实现生产线数字化、网络化、智能化的重要手段。根据结构，工业机器人可分为多关节机器人、机器人、矩形机器人、并联机器人和圆柱形机器人。与其他类型的机器人相比， 多关节机器人具有更多的关节和自由度，可以实现复杂的运动轨迹，更适用于焊接、装配、搬运和喷漆、研磨和抛光，因此广泛应用于汽车、五金、3C电子、家电等行业。2020年中国销售机器人16.56万台，多关节机器人销量超过10.9万台，占总销量的60%以上。机器人销量约4.1万台，长方形机器人销量约1.4万台。从全球销售额来看，关节型机器人仍然是最大的市场，2020年关节型机器人的全球销售额约为237亿美元。工业机器人产业链可分为上游核心零部件、中游本体和下游系统集成。产业链上游主要由伺服系统、减速器、控制器等核心部件和齿轮等关键材料组成。 涡轮和蠕虫。减速器、伺服系统(包括伺服电机和伺服驱动器)和控制器是工业机器人的三大核心部件，直接决定了工业机器人的性能、可靠性和负载能力，在整个机器人中起着至关重要的作用，约占工业机器人生产成本的70%。机器人本体的核心技术有:①整机的结构设计和加工工艺，主要解决机械保护、精度补偿和机械刚度优化问题。②运动控制系统是工业机器人的大脑，主要解决机器人的运动轨迹控制、速度控制和力矩控制问题。③针对特定行业或应用场景开发的手动执行器和软件包，如焊接机器人的焊接设备，喷涂机器人的喷枪， 以及相应的控制系统和过程软件包。衡量多关节机器人的指标包括运动范围、有效载荷、运动速度和加速度、运动轨迹精度、重复定位精度等。与国外头部机器人企业相比，我国工业机器人高端应用领域仍有差距，国外工业机器人品牌占据较大市场份额。系统集成商主要面向最终用户和市场应用，根据不同的应用场景和用途，根据客户需求进行系统集成和软件二次开发。主要包括生产线规划与设计、非标设备设计与制造、制造工艺规划与调试、机器人程序规划与设计、控制系统软硬件设计、 等等。系统集成业务的核心竞争力在于产品设计的能力和对终端客户应用需求的流程理解，主要来源于相关项目的经验。系统集成的下游应用领域包括汽车、3C、家电、医药、食品饮料等诸多行业。不同行业之间差异很大，系统集成企业只能专注于个别行业，导致了我国系统集成厂商小而多的特点。而且由于系统集成的技术壁垒低，加剧了行业竞争。2行业驱动因素2.1短期驱动因素:库存周期触底，制造业投资有望恢复。工业机器人属于通用设备，下游包括电子、 汽车、光伏、锂电池、金属制品、食品饮料。对工业机器人的需求与制造业的资本支出密切相关。从短期来看，制造业投资主要受库存周期影响。一个完整的库存周期要经历被动去库存、主动补货、被动补货、主动去库存四个阶段。一个完整的库存周期通常在2-4年左右。我们用工业企业产成品同比库存作为中国库存周期的观察指标。2019年11月是上一个库存周期的低点。2020年，由于疫情爆发，产成品库存迅速上升，但中国疫情很快得到控制，工业生产迅速恢复。加上海外停工导致出口需求快速增长， 中国进入新一轮库存周期。受消费需求不足和出口动能减弱影响，库存水平在2022年5月达到峰值，进入主动去库存阶段。自2019年11月以来，本轮去库存周期已走过28个月。结合工业企业营业收入同比数据，2023年2月，制造业整体处于供需偏弱的主动去库存阶段。随着疫情放开和国内消费刺激政策出台，我们认为制造业需求有望恢复，有望进入新一轮积极补库阶段。贷款需求指数显示制造业正在复苏。制造业贷款需求指数为73.90%， 增加了11。制造业贷款需求的提振表明，制造业投资有望进入景气区间，进而提振工业机器人需求。由于下游需求的变化，工业机器人的产量也有一定的周期性，周期长度为3-4年。上一个周期，行业负增长区间在13个月左右。此轮从2022年4月到2023年4月进入负增长区间，历时12个月。从节奏来看，有望回正。2.2中期驱动因素:普及率提升，国内替代，产业结构调整2.2.1工业机器人普及率加速提升，2025年机器人密度翻番。2021年，中国工业机器人销量为26.8万台。同比增长50.6%，CAGR近10年为31.4%。与此同时， 中国已经成为世界上最大的工业机器人市场。2021年，中国工业机器人安装量占全球总量的51.9%。2023年1月18日，工信部发布的“机器人+”应用行动实施方案称，到2025年，我国制造业机器人密度比2020年翻一番。根据IFR数据，2020年中国制造业工业机器人密度为246台/万人。如果实现2025年翻一番的目标，到2025年中国工业机器人密度将达到492台/万人。IFR最新数据显示，2021年，中国制造业机器人密度为322个/万人，居世界第五。长期来看，中国制造业机器人密度与韩国每万人拥有1000台机器人的水平仍有较大差距， 而中国的机器人市场发展潜力巨大。2017-2022年，国产品牌工业机器人销量从3.64万台增长到12.99万台，国产化率从27%增长到43%。但目前国产化率高的环节主要集中在低端产品，多关节机器人和机器人的国产化率相对较低。电子/电气、汽车行业使用的焊接装配机器人国产化率也处于较低水平。2020年，我国并联机器人和直角坐标机器人的国产化率分别为61.0%和81.9%，但多关节机器人和销量相对较高的机器人的国产化率分别为22.7%和17.7%。多关节机器人主要应用于汽车和电子/电气行业，这些行业对工业机器人的精度和性能要求较高， 导致我国汽车和电子/电气行业的工业机器人国产化率分别仅为13.6%和22.6%。焊接和装配对机器人的性能和技术要求很高。除了高性能的机器人，还需要积累和了解更多的焊接和装配工艺的经验，以满足不同厂家的需求。我国工业机器人产业发展较晚，经验积累弱于海外四大家族，因此在焊接和组装领域的竞争力相对不足，国产化率分别仅为22.0%和17.1%。
国产化率的提高与产业发展密切相关，在政策的支持下有望进一步提高。四个海外家庭a倍黑
20世纪70年代，库卡和安川共同开发了第一台工业机器人，并实现了工业化生产。中国工业机器人产业的发展始于1985年，当时国家“七五”科技计划提到，要推进工业机器人基础技术和基础器件的研发。由于我国工业化程度低，劳动力供应市场充足，21世纪前我国工业机器人基本处于科研阶段。在2000年，沈阳宋新机器人有限公司公司它的建立标志着中国的工业机器人进入了工业化运作阶段。2016年之前，产业政策的重点是技术引进，行业阶段处于从小到大的引进期。2016年之前，中国工业机器人本土企业的R&D能力较弱。 技术实力与海外领先企业差距较大，核心部件和本体国产化率较低。为培育市场，促进本土企业技术进步，总体政策取向是以市场换技术，鼓励引进海外机器人企业投资。2016年以后的产业政策是鼓励自主创新，行业阶段处于由大到强的成长期。随着中国工业机器人市场的发展，中国企业通过R&D和并购大大缩小了与海外领先企业的技术差距，产业政策的重点也变成了鼓励本土企业向国产化率低的高端领域迈进。我们相信，产业政策将加速国产化率提升的进程。在焊接、装配等领域，我国工业机器人实现了从0-1的跨越，有望从1-N进入快速放量阶段2.2.3产业结构调整:新能源快速发展带来增量需求。从2016年到2021年，中国工业机器人的需求结构发生了很大变化，汽车行业的占比从38%下降到23.2%， 而电气/电子行业占比从21.0%上升到33.0%，主要得益于新能源产业发展带来的工业机器人增量需求。2022年我国动力电池产量达到541。中国动力电池企业全球市场份额达到60.4%，比2021年提高12.2个百分点。2022年，中国光伏组件产量为288.7GW，占全球产量的93.1%。受益于新能源汽车销量的快速增长，2022年，汽车电子和锂电池行业机器人出货量增速大于30%，光伏行业机器人出货量增速大于20%。工业机器人使用锂电池涵盖了从生产到包装线的全过程。根据我们的研究， 目前1千瓦时/年的动力电池产能需要约60台工业机器人。根据高工机器人的预测，预计到2025年锂电池行业对工业机器人的需求将超过67000台，2021-2025年复合增长率将超过35%。光伏行业对工业机器人的需求主要集中在电池芯片和组件上。工业机器人在电池环节的作用主要是在不同的工艺阶段之间转移承载电池的花篮。涂装完成后，工业机器人结合机器视觉，起到对电池进行分级的作用。在组件环节，工业机器人在排版、堆垛、层压、装框、焊接接线盒、固化、包装等方面有着广泛的需求。根据我们的研究，光伏行业对工业机器人的需求主要是六轴机器人， 单位需求量约为80台/GW。2.3长期驱动因素:劳动力成本上升，机器取代人的必然选择，中国面临人口老龄化问题，而年轻人生育率将下降，使得中国人口问题面临更加严峻的挑战。2016年以来，我国人口自然增长率处于持续下降区间。2022年出生人口956万人，死亡人口1041万人，自然增长率为-0.60‰，自1963年以来首次出现人口负增长。人口老龄化的直接影响是劳动力的萎缩。从2011年到2022年，中国16-59岁的劳动力规模从9.41亿减少到8.93亿。此外，由于我国第三产业的快速发展，本科毕业生的比例越来越大，制造业的从业人数也有所减少， 由此带来了就业难、招工难和用工成本的快速上升。2014年至2021年，我国城镇制造业从业人员从5243万人减少到3828万人，而制造业人均薪酬从5.15万元/年增加到9.2万元/年。机器对人来说有很大的成本优势。以50kg码垛机器人为例，单个国外品牌价格在18万元左右，国产机器人价格约为国外品牌的7-8倍。目前码垛机器人的码垛速度为600-1000次/小时，普通工人为300-400次/小时。按照工人每天工作8小时，工业机器人每天工作16小时计算，一个工业机器人可以代替4-6个工人。假设工人工资5000元/月，工业机器人成本18万元/台，1台工业机器人代替4名工人， 工业机器人只需要一年的时间就可以收回成本(不包括维修费和耗电量)，而工业机器人的使用寿命大约是8-10年。3产业链分析:综合竞争力逐步凸显，国产机器人份额有望逐步提升。3.1核心部件:机器人性能的决定因素，国产化程度不断提高。3.1.1控制器:工业机器人的“大脑”，运动控制已经成为本体企业的核心竞争力之一。运动控制是指机械运动部件(机械、机构)轨迹、姿态、位置、速度、加速度等实时控制，使其按照预期的运动参数运动。运动控制系统由运动控制器、驱动器、电机、传感器等核心部件组成， 其中运动控制器负责向伺服系统等部件传递控制指令，其性能直接决定了运动控制系统的性能水平。根据平台的不同，通用运动控制器可以分为三类:PLC控制器、嵌入式控制器和PC控制卡。PLC控制器不支持算法，不适合工业机器人多轴联动的复杂轨迹控制。PC-(插件)是目前主流的控制方式，未来的发展方向是嵌入式控制器。运动轨迹算法是控制核心。控制器由软件和硬件集成而成。硬件方面，目前一线品牌机器人普遍采用X86架构芯片，国内硬件产能具备，硬件不是控制器差距的壁垒。在软件方面， 控制器厂商的底层控制算法是核心。机器人的核心算法包括构型求解、导航规划、轨迹规划、速度规划、插补算法、正反向运动学算法、动力学、控制算法的参数自整定、地震抑制算法、力矩波动补偿、SLAM导航等。衡量运动控制器的核心指标包括最大控制轴数、同时控制器件数、单一坐标系下最大联动插补轴数、支持的模拟/数字I/O模块、基本运动规划模式、PSO(位置同步输出)功能、误差补偿功能等。控制算法直接影响运动轨迹的准确性，算法开发不仅需要非常高的运动控制理解门槛， 还要有足够的下游项目经验。控制器的水平很大程度上决定了机器人本身的竞争力。头部机器人本体企业全部选择自供。根据用途，控制器可分为工业机器人控制器和通用运动控制器。通用运动控制器可用于数控机床、机器人、激光设备、3C自动化和检测设备、非标准自动化设备等。通用控制器厂商基于自己的运动控制算法，为不同行业的客户提供二次开发平台，满足不同行业的需求。机器人头部厂商的控制器基本都是自供，缺乏自供能力的小企业会选择购买通用运动控制器，进行二次开发。因此， 工业机器人控制器市场份额与本体市场份额基本匹配。在通用运动控制器领域，国产化率已经达到很高的水平。国产固态高科和雷神智能占据了近60%的市场份额。国内头部机器人企业采取自研和兼并的方式布局机器人控制器。国内头部机器人企业中，埃斯顿2017年收购TRIO。TRIO是全球运动控制行业的领先企业之一，产品应用涵盖包装机械、3C电子机械、印刷机械、工业机器人和食品生产线。2017年，Eft参与了意大利运动控制器品牌，该品牌成立于1975年，旨在设计和生产用于机器人和运动控制系统的电子控制器。公司产品涵盖数十种控制轴。新时达于2013年收购中星行，并与B&签署战略合作协议2014年r。其他国内磁头厂商如汇川科技、华中数控、广州CNC基于自身在自动化和机床数控系统方面的积累，开发了自己的机器人控制器。3.1.2伺服系统:与海外领先公司的差距在缩小，国内厂商的份额在不断增加。伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出随输入的任何变化而变化的自动控制系统，是工业自动化的关键部件，是实现精确定位和精确运动的必要途径。伺服系统主要由伺服驱动器、伺服电机和编码器组成，编码器通常嵌入在伺服电机中。伺服系统通过伺服驱动器向伺服电机发送信号，伺服电机将接收到的电信号转换成角位移或角速度输出到电机轴上，同时， 编码器将伺服电机的运动参数反馈给伺服驱动器，再由伺服驱动器对信号进行汇总、分析和修正，可以非常精确地控制速度和位置。整个工作过程被精确控制并以闭环方式执行。机构位置、速度和扭矩等输出变量。根据功率，伺服系统可分为小型、中型和大型。小伺服是指系统功率小于1KW，主要在低端OEM市场。中伺服是指功率在1KW到7.5KW之间，广泛应用于OEM市场。大伺服是指系统功率大于7.5KW，主要用于驱动重型机械设备。工业机器人对伺服系统的精度、扭矩和稳定性要求很高。工业机器人的各关节由伺服电机驱动运动， 用于提升工业机器人的手臂。供精准确的角度。机器人用伺服电机要求驱动器和伺服电机之间的总线通讯速度快，伺服精度高。伺服电机必须具有很高的可靠性和稳定性，能承受恶劣的运行条件，能非常频繁地正反向运行和加减速，能在短时间内承受过载。目前我国伺服系统存在一些问题:缺乏大功率产品，小型化不足，信号连接器不稳定，缺乏高精度编码器。工业机器人负载驱动依靠伺服电机，大功率伺服电机的缺乏在一定程度上制约了国产重载机器人的发展。负载约6 kg的小型机器人，结构紧凑，空间有限。对伺服电机的要求是在满足精度和负载的基础上，尽可能的小巧精致。编码器决定伺服系统的精度，国产化率低。编码器()是将信号(如比特流)或数据编译转换成可用于通信、传输和存储的信号形式的器件，能起到实时检测伺服电机位置和速度的作用。编码器将角位移或线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码盘。编码器的分辨率决定了伺服系统的精度。编码器的分辨率越高，电机的最小刻度越小， 电机旋转的角位移越小，控制精度越高。位数是编码器的一个重要指标。位数越多，编码器的分辨率越高。目前，除汇川科技、合川科技等国内磁头伺服企业已实现高精度编码器完全自给外，大部分伺服企业仍需采购第三方编码器，并以进口为主。国产伺服系统与海外领先技术的差距正在缩小，国产替代正当其时。将国内伺服系统头部企业汇川技术、合川技术与海外领先企业对比，可以看出国内伺服系统产品与海外并无明显差距。从市场份额来看，2021年国内伺服系统市场份额将快速增长，包括汇川科技、合川科技、 埃斯顿，2021年市场份额分别为16.3%、2.8%、2.2%，总市场份额较2020年增长6.0pct。3.1.3减速器:零部件的关键短板，国产化空间巨大。减速器在工业机器人的关节处起着降低速度和放大扭矩的作用。减速器可分为两类:精密减速器和普通传动减速器。工业机器人要求精度高，所以需要使用精密减速器。精密减速器包括摆线针轮行星减速器、精密行星减速器、RV减速器和谐波减速器，其中谐波减速器和RV减速器是机器人领域应用最广泛的减速器。谐波齿轮减速器是一种通过波浪发生器使柔性轮产生可控弹性变形波的传动装置， 通过与刚性轮的相互作用实现运动和动力传递。其结构主要由三个基本部件组成:带内齿圈的刚性齿轮(刚性轮)、带外齿圈的柔性齿轮(柔性轮)和波发生器。谐波传动技术突破了机械传动采用刚性元件的模式，用一个柔性元件来实现机械传动。其工作原理通常采用波发生器驱动、刚性轮固定、柔性轮输出的形式。当波发生器安装在柔性轮的内圆中时，它迫使柔性轮弹性变形并呈椭圆形，使得柔性轮齿轮在其长轴处插入到刚性轮的齿槽中并完全啮合。而短轴处两个轮齿完全不接触，处于脱离状态； 当波浪发生器不断旋转时，柔轮被迫不断变形，产生错齿运动，从而实现波浪发生器与柔轮之间的运动传递。RV减速器是一个两级减速器。机构它由渐开线行星齿轮传动和摆线针轮传动组成。第一阶段减速机构主要包括渐开线行星齿轮和齿轮轴，齿轮轴由中心齿轮、行星直齿轮和偏心轴组成。第二阶段减速机构它主要包括摆线轮、针齿壳、针齿、行星架、输出盘， 偏心轴和滚动轴承。RV减速器的动力从输入轴传递给行星齿轮，实现第一级减速。行星齿轮通过花键与曲轴连接，并驱动曲轴旋转。曲轴通过其两个偏心曲柄带动一对摆线板做公转运动。摆线板的齿数通常比针齿轮壳体少一个齿。当摆线板旋转一周时，它们将向相反方向旋转一个齿。针齿壳固定，动力从摆线盘传递到输出法兰，实现二级减速。谐波减速器具有单级传动比大、体积小、质量小、运动精度高等优点。与普通减速器相比，在相同的输出扭矩下，谐波减速器的体积和重量可分别减少2/3和1/2。然而， 它依靠柔轮的弹性变形和钢轮的交错运动来减速，这就决定了它的负载较低，只适用于轻负载、小扭矩的应用场景。六轴工业机器人需要使用六个精密减速器，其中10kg以下负载的机器人都可以使用谐波减速器，10-20kg及以上负载的机器人前臂和腕关节可以使用谐波减速器。负载30kg以上的机器人末端关节可以选择性使用谐波减速器。机器人一般使用2-3个谐波减速器，而机器人需要使用3个谐波减速器。RV减速器具有传动比范围宽、精度稳定、疲劳强度高、刚性和扭矩承载能力较高的优点，适用于机器人肩部、手臂和机器底座等重载荷部件。RV减速器零件数量多，制造和装配难度大， 而且它的价格相对较高。衡量减速器的核心指标是传动精度和使用寿命(或精密维修寿命)。传动精度会影响机器人动作的准确性(重复定位精度)，使用寿命会直接影响工业机器人的故障率和后期维护成本。传动精度一般可以通过测试来衡量，但使用寿命很难通过测试来直接表征。选择固定的减速机供应商后，厂家不会轻易更换，产品验证时间长，提高了减速机企业的竞争壁垒。谐波减速器:核心障碍是齿形设计、柔性轮材料和加工以及柔性轴承， 而专有技术是加工和组装的重点。齿形设计:柔轮的齿形对谐波减速器的寿命至关重要。早期的谐波减速器采用齿轮传动常用的渐开线齿廓，渐开线齿廓底部弯曲应力集中，啮合齿数仅占总齿数的10%左右，导致谐波减速器的强度极限较低。20世纪80年代，日本学者提出“S”型工字形齿的工作齿廓由两个圆弧组成，在齿顶和齿根附近分为大半径圆弧。与传统齿形相比，大大提高了啮合特性和承载能力，成为谐波减速器龙头Hamernaco的核心专利。2013年，中国绿谐创新提出了“P”型齿， 其齿高比低，齿根弧度增大，不需要很深的啮合距离就可以获得很大的啮合量，可以承受很大的扭矩，20%-30%的齿啮合，使用寿命大大提高。柔轮的材料和加工:谐波减速器运行过程中，柔轮长期承受周期性交变应力，这是制约谐波减速器寿命的关键因素之一。柔轮材料是重点研发方向之一。目前国内外谐波减速器的柔轮材料基本都是40Cr合金钢，包括、、和，其中、和是最常用的。虽然材料相同，但是国外的净化技术高，所以材料中的杂质比国内少，国内的柔轮中也有一些杂质， 以至于目前国内谐波减速器柔轮的材料基本依赖进口。目前国内厂家采用电渣重熔提纯的定制军用钢作为柔轮材料，并对薄壁变形件进行多次反复旋压工艺和热处理，使柔轮材料的耐磨性和塑性得到平衡。柔性轴承:波发生器是谐波齿轮减速器中的关键部件之一，其主要部件有柔性薄壁轴承和波发生器凸轮。柔性轴承是造波机的核心部件，在工作中，柔性轴承通过其弹性变形使减速器满足高减速比的性能要求，在循环交变载荷下容易疲劳失效，其疲劳寿命决定了造波机的寿命。 这又决定了整个减速器的使用寿命。影响零件疲劳性能的因素很多，包括尺寸、表面形状、平均应力等。通常可以通过选择合适的材料、改进结构、优化尺寸、强化表面、增加表面保护措施和改进加工方法来提高零件的疲劳性能。加工、装配、测试等工艺的诀窍也是减速器厂商的核心壁垒。谐波减速器整体设计完成后，需要加工、装配、测试等环节。没有一定的经验，装配好的减速器会出现振动、噪音、轴向和径向跳动、同心度不好等问题，从而降低减速器的精度和寿命。RV减压器:屏障被修改， 加工装配成摆线齿轮的齿形。RV减速器结构复杂，采用两级传动。国内RV减速机与海外水龙头的差距主要体现在传动精度上。RV减速器的传动误差主要来自摆线针轮传动。机构误差和输出机构错误。影响摆线针轮传动误差的主要因素有摆线齿廓修形、曲轴偏心误差、曲轴轴承间隙等。摆线齿廓的修形需要达到两个目的:(1)参与啮合段齿廓和理论共轭齿廓的逼近，满足RV减速器瞬时传动比恒定和运动精度高的要求，减少轮齿的弹性变形。(2)摆线轮与针齿之间必须有一定的啮合间隙，即， 摆线轮的齿顶和齿根处有径向间隙，齿廓啮合段有较小的侧隙，保证运转时润滑良好。由于RV减速器零件多，结构复杂，加工和装配过程中的公差分配也是影响传动精度的重要因素。公差分配是指根据要求的回程误差标准，对回程误差的影响因素进行合理分配，从而实现关键零件公差的初步分配和后续优化。公差很难合理分配，一旦分配不当，很容易影响RV减速器的精度。国产谐波减速器的综合性能会逐渐赶上哈默纳科，国产替代正当其时。从技术指标来看， 绿色谐波减速器的背隙可以在2弧分以下，有些产品比Hamernaco更好。在使用寿命方面，绿谐于2019年发布了N系列减速机，精准维护寿命超过20000小时，远高于国际标准6000小时合格率，也高于哈默纳科标称10000小时的使用寿命。从市场份额来看，哈默纳科仍然是国内工业机器人减速器的龙头，但市场份额呈下降趋势。2020-2022年，哈默纳科的市场份额将从37.2%左右下降到33.6%左右。绿色的谐波市场份额从约20.8%上升到约23.1%。RV减速机:纳博特斯克市场份额遥遥领先，国内厂商空间广阔。RV减速器国产化率相对较低，纳博茨克占据绝对市场份额，2022年市场份额约为50.8%。国内厂商中， 双环传动在精度和刚度上基本追平了纳博茨克，市场份额快速增长，从9.4%增长到2020-2022年的13.6%。从技术指标来看，我们认为谐波减速器国内厂商已经基本追平海外龙头，RV减速器与海外龙头的差距也在缩小。海外龙头仍然占据较大市场份额的原因之一是四大家族在本体领域仍然占据主要市场份额，而本体领域与海外减速机龙头关系密切，国内减速机厂商很难进入四大家族的供应链。3.2机器人本体:多角度拆解国产工业机器人竞争力3.2.1产品视角:技术差距在缩小。价格竞争优势从销量和销售金额来看，多关节机器人占比在60%以上， 并且多关节机器人技术壁垒高，是目前国产化率低的一个环节。因此，下面主要以多关节机器人为讨论对象。对于多关节机器人，产品的测量尺寸主要包括硬件和软件。硬件维度:衡量硬件的指标主要有重复定位精度、运动范围、有效载荷、运动速度和加速度、运动轨迹精度等。硬件指标很大一部分取决于核心部件。以重复定位精度为例，控制器的控制精度、伺服电机编码器的分辨率和减速器的回程间隙共同决定了精度水平，六轴机器人的整体精度是各关节精度的叠加。除以上纸面指标外，故障率、使用寿命、 维护成本等等也是工业机器人下游选型的主要指标。小负载机器人实现超车，中负载机器人各有所长，大负载机器人差距缩小。我们选择Eston与负载和臂长相近的工业机器人进行对比。对于以20kg为代表的低负载机器人，埃斯顿在重复定位上精度不变，在最大移动速度上有一定优势，在手腕最大负载和扭矩上也有一定优势。50kg的中等负载机器人，Eston的精度略逊一筹，但在手腕的最大负载和扭矩上有一定优势。在重载机器人中，国产机器人在重复定位精度、手腕允许负载和扭矩方面落后于国外品牌， 但他们在最大移动速度上有一定优势。软件维度:成熟的工业软件包可以大大提高生产效率。工业机器人本体需要在自动化生产线上完成二次开发才能工作。二次开发的简单易用性，可以降低机器人使用成本，缩短生产线停工时间。在软件维度上，体现为工业机器人是否有成熟易用的适合不同行业的工艺软件包。以光伏组件排版为例，当流水线需要更改生产版本时，需要重新规划机器人的轨迹和动作。当工业机器人具有成熟的软件包时， 一键换版可以大大提高生产效率。易于编程对于柔性生产线非常重要。在一些多品类、小批量的生产场景下，缺乏成熟的工艺软件包，需要对工业机器人的轨迹进行重新编程。轨迹生成通常有三种方法:1)通过示教装置手动编程；2)软件离线编程；3)坐标数据由第三方切片软件生成。第一种方法要求机器人停止，定位精度不高。第三种方法需要购买或开发软件，成本较高。因此，本体企业提供的离线编程软件是最常用的方法，编程软件的易用性决定了开发效率， 这也是工业机器人竞争力的体现。 价格维度:根据埃斯顿的研究公告，目前公司机器人产品与国外品牌价格相差15%-30%。通过以上分析，在机器人整体硬件参数持平的情况下，国产机器人价格更有竞争力。3.2.2服务角度:国内厂商交货时间短，售后服务好，后期维护成本低。国内制造商交货周期短，可以更快地响应客户的需求。根据iResearch的数据，国内减速器的标准交货期约为20天， 而进口减速器的交货期为4-6个月。国产伺服系统最快交货周期2周左右。核心组件交付周期短，缩短了本体企业的响应。集成商从本体企业购买标准化机器人产品的交付周期一般在45天左右。售后服务反应迅速。工业机器人故障会直接导致生产线停产，所以快速的售后服务是国产品牌的竞争力之一。后期维护成本低。工业机器人的伺服电机和减速器故障是后期维护的主要成本。早前， 我们提到国产减速机的精密维护寿命已经逐渐平并超过海外品牌。而且因为国产的部分价格优势使得工业机器人的维护成本低于海外品牌。3.2.3盈利能力:行业间方差大，核心部件是重要因素。工业机器人的竞争力是硬件、软件、服务、价格从单一维度很难判断，所以我们认为毛利率可以作为机器人企业竞争力的主要指标。海外龙头发那科整体毛利率保持在40%左右，与同行相比相对领先。安川和埃斯顿的毛利率差别不大。整体而言，安川的毛利率比埃斯顿高出约1个百分点。作为行业领导者之一的库卡的整体毛利率相对较低， 但仍明显高于国内二线企业。
控制器、伺服系统、减速机的自供率和国产化率是影响毛利率的重要因素。四大家族中，发那科和a。倍黑
安川的控制器和伺服系统都是自备的，库卡只实现控制器的自主化。另外，库卡和a。倍黑
还涉及系统集成业务(欧版模式)，这也是库卡整体毛利率比较低的原因。国内企业中，埃斯顿、机器人(沈阳宋新和新时达都实现了控制器和伺服系统的自给自足。4个关键点公司分析国内谐波减速器龙头，市场份额不断增加。公司公司成立于2011年，主要产品包括谐波减速器、机电一体化执行器和精密零部件。公司通过自主研发，发明了不同于国外主流齿形技术路线的“P型齿”结构，大幅提高了谐波减速器的输出效率和承载扭矩。2022年国内市场份额约为23.1%，仅次于全球龙头Hamernaco。国产RV减速机龙头，谐波和RV减速机双布局。双环传动专注于齿轮传动产品的制造。目前主要产品有乘用车齿轮、商用车齿轮、工程机械齿轮、减速器等产品。2014年公司通过对齿轮制造的了解和经验积累， 确立了机器人用齿轮与关节减速器开发项目，并于2015年获得科技部“863计划”工业机器人核心基础零部件“应用示范项目”专项支持。2020年，双环驱动将成立全资子公司。公司浙江圆形机器人的关节技术是有限的公司(以下简称“环东科技”)，将机器人减速器业务全部转让给公司。2022年公司减速器业务实现营业收入4.57亿元，房车减速器市场份额约13.6%，居国内房车减速器市场份额第一。国产RV减速器的领导者。仲达立德成立于1998年。主要从事研发、 生产和销售机械传动和控制应用领域的关键零部件。主要产品包括微特电机和精密减速器。在2012年公司摆线针轮精密减速器项目研发，2017公司机器人精密摆线针轮减速器中标工信部强基项目。2022年，中立德减速机实现营业收入2.03亿元。国内领先的伺服系统之一，工控领域全面布局。合川科技成立于2011年，主要从事工业自动化控制核心零部件及整体解决方案的研发、生产和销售。其主要产品包括工业自动化控制层(PLC)、驱动层(变频器)、执行层(伺服电机)、传感层(编码器)等产品， 实现了工业自动化领域的全面覆盖。公司自行研制的磁编码器分辨率可达23位，正在研制25位光学编码器。2021年公司伺服系统市场份额为2.80%，在国内厂商中排名第二。公司成立于1993年，前期主要从事金属成型机床数控系统业务，后逐步拓展电液伺服系统和交流伺服系统。公司 2011年，他开始研发机器人本体。2016年在意大利入股，掌握机器视觉技术。2017年，他收购了英国三重奏，这加强了它。公司运动控制领域的技术实力，同年控股德国M.A.I，加强。公司机器人系统集成实力，2019公司收购焊接机器人巨头。在工业机器人领域，目前，公司实现了除减速器以外的核心零部件的自主供应，形成了以6轴机器人为主体、负载范围覆盖3kg- 54以上的完整规格系列产品矩阵。2021年公司国内市场份额约为9%，居国内工业机器人市场份额首位。国内工业自动化龙头，工业机器人业务发展迅速。汇川科技成立于2003年，专注于工业自动化控制产品的研发、生产和销售。目前其业务包括通用自动化、智能电梯、新能源汽车、工业机器人、轨道交通五大板块。公司为设备自动化/生产线自动化/工厂自动化提供变频器、伺服系统、PLC/HMI、高性能电机、传感器、机器视觉等工业自动化核心部件和工业机器人产品， 为新能源汽车行业提供电驱动电源系统，为轨道交通行业提供牵引及控制系统。在工业机器人行业，公司主要产品有机器人、六关节机器人、视觉系统、高精度丝杠、控制系统等整机和零部件解决方案。现在公司实现了除减速器外的核心零部件自主供应，下游应用行业主要有手机制造、锂电池、硅晶等。根据公司2022年年报，公司2022年中国工业机器人市场出货量排名第6(前五名均为国际品牌)。其中，六关节机器人的出货量在国际四大机器人制造商之后排名第五，工业机器人在钣金折弯等应用领域处于领先地位， 冲压和光伏模块。新时达成立于1995年。公司以运动控制技术为核心，专注于伺服驱动、变频调速、机器人、工业控制器。公司早期，它是从电梯控制系统开始的。2013年通过在运动控制领域的积累切入工业机器人行业。2014年收购国产运动控制头。公司中星行于2015年收购了晓奥项容布局机的工业机器人系统集成业务。凯尔达成立于2009年。其主要产品是焊接机器人和工业焊接设备。其产品主要应用于汽车及汽车零部件制造、健身器材、金属家具等行业。焊接机器人由整体机器人和机器人专用焊接设备组成。一方面焊接机器人需要掌握工业机器人的设计和制造，另一方面， 他们需要对焊接技术有深刻的理解和经验积累。公司在工业焊接领域具有较强的技术能力，是中国焊接协会焊接设备分会副理事长，作为第一起草人，起草了《电焊机通用技术标准》等6项国家标准。Eft成立于2007年，由奇瑞汽车全资控股。哈尔滨理工大学机器人研究所于2008年签署了机器人项目合作协议。公司成功研制出第一台工业机器人。2014年公司独立于奇瑞体系。2015年公司收购意大利CMA，CMA的主营业务是涂装机器人和涂装机器人系统集成。2016年公司收购，完成了打磨业务系统集成业务的技术积累。2017年公司收购WFC， WFC是全球中高端汽车制造商的白车身焊接生产线供应商，此次收购扩大了规模。公司汽车行业的系统集成业务。同年公司参与意大利运动控厂商，和他们一起搞个盒子。公司，完了。公司独立供应工业机器人控制器。目前，公司多关节机器人产品线覆盖6kg负载，下游应用行业涵盖汽车及零部件、卫浴、家电、3C、食品等。2022年公司工业机器人销量5956台，营业收入4.78亿元，同比增长19.70%。
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