前言:
我國(guó)精密減速器行業(yè)發(fā)展受到政策和需求端雙重推動(dòng)。一方面,為了促進(jìn)精密減速器行業(yè)發(fā)展,近幾年來(lái)我國(guó)相繼發(fā)布《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》《制造業(yè)可靠性提升實(shí)施意見》等多項(xiàng)政策;另一方面,工業(yè)機(jī)器人為精密減速器行業(yè)帶來(lái)大量需求;同時(shí)半導(dǎo)體設(shè)備、機(jī)床等下游市場(chǎng)不斷發(fā)展,也為精密減速器行業(yè)發(fā)展帶來(lái)了有力支撐。
未來(lái),人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化加速落地和市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大,有望為精密減速器行業(yè)帶來(lái)新增量,進(jìn)一步打開其市場(chǎng)空間。從競(jìng)爭(zhēng)來(lái)看,我國(guó)精密減速器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局主要由納博特斯克(日本)、哈默納科(日本)、新寶(日本)等國(guó)外企業(yè)主導(dǎo),但隨著政策推動(dòng)和自主化水平提升,我國(guó)精密減速器國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程不斷推進(jìn)。
一、精密減速器概述
精密減速器是一種常見的機(jī)械傳動(dòng)裝置,是指?jìng)鲃?dòng)鏈誤差達(dá)到特定精度以上的減速器,具有回程間隙小、精度更高、使用壽命更長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。按照原理不同,精密減速器可以分為精密行星減速器、諧波減速器、RV減速器。其中,精密行星減速器傳動(dòng)效率和傳動(dòng)精度最優(yōu),設(shè)計(jì)壽命也遠(yuǎn)高于諧波減速器和RV減速器,多用于直角坐標(biāo)機(jī)器人以及傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域;諧波減速器和RV減速器則應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、機(jī)床和半導(dǎo)體設(shè)備等領(lǐng)域。
精密減速器分類情況
對(duì)比項(xiàng)目 | 精密行星減速器 | 諧波減速器 | RV減速器 |
傳動(dòng)效率 | >95% | >70% | >80% |
傳動(dòng)精度 | ≤180 | ≤60 | ≤60 |
傳動(dòng)比 | 3-512 | 30-160 | 30-192.4 |
設(shè)計(jì)壽命(h) | >20000 | >8000 | >6000 |
優(yōu)點(diǎn) | 高剛性、高精度、高傳動(dòng)效率、高扭矩/體積比等。 | 運(yùn)動(dòng)精度高,傳動(dòng)比大、質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)慣量較小,能在密閉空間傳遞運(yùn)動(dòng)等。 | 有體積小、質(zhì)量輕、傳動(dòng)比范圍大、壽命長(zhǎng)、精度保持穩(wěn)定、效率高、傳動(dòng)平穩(wěn) |
缺點(diǎn) | 單級(jí)精密行星減速器減速比較小等。 | 材料易疲勞損壞,損耗功率大,不具備自鎖功能等。 | 零部件數(shù)量多、制造和裝配難度大,不利于大規(guī)模生產(chǎn)等。 |
應(yīng)用領(lǐng)域 | 多用于直角坐標(biāo)機(jī)器人以及傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。 | 廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、機(jī)床等領(lǐng)域。 | 被廣泛應(yīng)用于機(jī)器人手臂、精密機(jī)床、半導(dǎo)體設(shè)備等領(lǐng)域。 |
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二、政策與需求共振,推動(dòng)精密減速器行業(yè)發(fā)展
1.政策端持續(xù)發(fā)力,利好精密減速器行業(yè)發(fā)展
根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)?精密減速器?行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)研究與未來(lái)前景分析報(bào)告(2025-2032年)》顯示,精密減速器是一種高端設(shè)備傳動(dòng)裝置,技術(shù)壁壘高。與日本等發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)精密減速器行業(yè)起步相對(duì)較晚,技術(shù)積累相對(duì)較少。為了促進(jìn)精密減速器行業(yè)發(fā)展,推動(dòng)相關(guān)技術(shù)研發(fā)以及產(chǎn)品性能提升,近幾年來(lái)我國(guó)相繼發(fā)布《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》《制造業(yè)可靠性提升實(shí)施意見》《機(jī)械行業(yè)穩(wěn)增長(zhǎng)工作方案(2023-2024年)》等多項(xiàng)政策。如《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》聚焦研發(fā)RV減速器和諧波減速器的先進(jìn)制造技術(shù)和工藝,提高減速器的精度保持性(壽命)、可靠性;《制造業(yè)可靠性提升實(shí)施意見》則提出重點(diǎn)提升工業(yè)機(jī)器人用精密減速器等通用基礎(chǔ)零部件的可靠性水平。
我國(guó)精密減速器行業(yè)相關(guān)政策
發(fā)布時(shí)間 | 發(fā)布部門 | 政策名稱 | 主要內(nèi)容 |
2021年12月 | 工業(yè)和信息化部 國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)等十五部門 | “十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃 | 研發(fā)RV減速器和諧波減速器的先進(jìn)制造技術(shù)和工藝,提高減速器的精度保持性(壽命)、可靠性,降低噪音,實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)。研究新型高性能精密齒輪傳動(dòng)裝置的基礎(chǔ)理論,突破精密/超精密制造技術(shù)、裝配工藝,研制新型高性能精密減速器。 |
2021年12月 | 工業(yè)和信息化部 國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)等八部門 | “十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃 | 研發(fā)微納位移傳感器、柔性觸覺傳感器、高分辨率視覺傳感器、成分在線檢測(cè)儀器、先進(jìn)控制器、高精度伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、高性能高可靠減速器、可穿戴人機(jī)交互設(shè)備、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)定位設(shè)備、智能數(shù)控系統(tǒng)等。 |
2023年6月 | 工業(yè)和信息化部 教育部等五部門 | 制造業(yè)可靠性提升實(shí)施意見 | 重點(diǎn)提升工業(yè)機(jī)器人用精密減速器、智能控制器,儀器儀表用控制部件、傳感器、源部件、探測(cè)器、樣品前處理器等關(guān)鍵專用基礎(chǔ)零部件和高端軸承、精密齒輪、高強(qiáng)度緊固件、高性能密封件等通用基礎(chǔ)零部件的可靠性水平。 |
2023年8月 | 工業(yè)和信息化部?財(cái)政部等七部門 | 機(jī)械行業(yè)穩(wěn)增長(zhǎng)工作方案(2023-2024年) | 實(shí)施基礎(chǔ)產(chǎn)品可靠性“筑基”工程,重點(diǎn)提升工業(yè)母機(jī)用絲杠、導(dǎo)軌、主軸,農(nóng)業(yè)機(jī)械用精密排種器,工程機(jī)械用數(shù)字液壓件,工業(yè)機(jī)器人用精密減速器等專用零部件,高端軸承、精密齒輪等通用基礎(chǔ)零部件可靠性、一致性、穩(wěn)定性。 |
2023年12月 | 國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì) | 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2024年本) | 將工業(yè)機(jī)器人高精密減速器、高速減速器(最高輸入轉(zhuǎn)速≥12000rpm,噪聲<75dB)等納入鼓勵(lì)類目錄。 |
2024年3月 | 市場(chǎng)監(jiān)管總局?中央網(wǎng)信辦等十八部門 | 制修訂精密減速器、高端軸承、車規(guī)級(jí)汽車芯片等核心基礎(chǔ)零部件(元器件)共性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) | 制修訂精密減速器、高端軸承、車規(guī)級(jí)汽車芯片等核心基礎(chǔ)零部件(元器件)共性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 |
2024年5月 | 工業(yè)和信息化部辦公廳 | 關(guān)于印發(fā)工業(yè)重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域設(shè)備更新和技術(shù)改造指南 | 聚焦工業(yè)機(jī)器人高性能減速器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制器等關(guān)鍵零部件,更新性能仿真分析、控制算法測(cè)試驗(yàn)證等研發(fā)設(shè)備,數(shù)控加工中心、高精密磨床、工業(yè)機(jī)器人、高精度電火花機(jī)、超精機(jī)、繞組生產(chǎn)設(shè)備、鐵芯加工設(shè)備等生產(chǎn)加工設(shè)備,振動(dòng)測(cè)試、電性能測(cè)試、熱性能測(cè)試、磁場(chǎng)分析、關(guān)節(jié)力矩分析、可靠性分析等檢驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備,以及研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營(yíng)管理、運(yùn)維服務(wù)等軟件,嵌入式軟件等。 |
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2.精密減速器需求端支撐較強(qiáng),工業(yè)機(jī)器人等下游市場(chǎng)需求放量
目前,我國(guó)精密減速器下游應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在精密減速器、半導(dǎo)體設(shè)備和機(jī)床,2022年合計(jì)占比超過(guò)60%。其中,工業(yè)機(jī)器人為我國(guó)精密減速器第一大應(yīng)用領(lǐng)域,2022年占比約為44.8%;其次為半導(dǎo)體設(shè)備和機(jī)床,分別占比11.3%和6.3%。
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工業(yè)機(jī)器人:
精密減速器可用于工業(yè)機(jī)器人多個(gè)部位,如諧波減速器可用于機(jī)器人小臂、腕部等位置;RV 減速器可用于大臂、肩部等部位。近年來(lái),在人口老齡化、勞動(dòng)力成本上升、制造業(yè)升級(jí)等多重因素推動(dòng)下,我國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)。其產(chǎn)量由2017年的13.11萬(wàn)套上升至2023年的55.64萬(wàn)套,年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到22.94%,為精密減速器行業(yè)帶來(lái)大量需求。受工業(yè)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展帶動(dòng),我國(guó)人形機(jī)器人用精密減速器市場(chǎng)需求不斷釋放。以工業(yè)機(jī)器人用諧波減速器和RV減速器為例,其消費(fèi)量持續(xù)增長(zhǎng),2023年分別達(dá)到66.93萬(wàn)臺(tái)和52.01萬(wàn)臺(tái),同比分別增長(zhǎng)4.64%和13.21%。
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數(shù)據(jù)來(lái)源:GGII、觀研天下整理
半導(dǎo)體設(shè)備:
精密減速器可以用于晶圓傳輸設(shè)備、測(cè)試設(shè)備和封裝設(shè)備等半導(dǎo)體設(shè)備中。近年來(lái),隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展,我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模整體擴(kuò)大,由2019年的968.4億元上升至2023年的2190.24億元,為精密減速器行業(yè)發(fā)展提供了有力支撐。
數(shù)據(jù)來(lái)源:SEMI、觀研天下整理
機(jī)床:
在機(jī)床領(lǐng)域,精密減速器主要用于數(shù)控機(jī)床,可以提高設(shè)備的加工精度和生產(chǎn)效率。近年來(lái),得益于國(guó)內(nèi)制造業(yè)的不斷發(fā)展和升級(jí)以及相關(guān)政策推動(dòng),我國(guó)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,2023年達(dá)到4090億元,同比增長(zhǎng)6.93%,有利于為精密減速器行業(yè)帶來(lái)更多需求。
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三、人形機(jī)器人有望為精密減速器行業(yè)帶來(lái)廣闊新興增量需求
目前我國(guó)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正處于技術(shù)攻關(guān)和應(yīng)用探索的關(guān)鍵期,尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用。隨著技術(shù)突破和政策紅利持續(xù)釋放,我國(guó)人形機(jī)器人商業(yè)化進(jìn)程將不斷推進(jìn),市場(chǎng)前景廣闊。根據(jù)中國(guó)電子學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)預(yù)計(jì),到2030年我國(guó)人形機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到約8700億元。相比工業(yè)機(jī)器人,人形機(jī)器人的形態(tài)和動(dòng)作更接近人類,其運(yùn)動(dòng)復(fù)雜、關(guān)節(jié)多,也更加靈活,因此需要使用更多數(shù)量的精密減速器。以特斯拉的人形機(jī)器人Optimus為例,其單臺(tái)機(jī)體共使用14個(gè)旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器,對(duì)應(yīng)14個(gè)精密減速器需求,而一般情況下,一臺(tái)通用工業(yè)機(jī)器人需要的精密減速器個(gè)數(shù)為4-6個(gè)。由此可以預(yù)見,未來(lái)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化加速落地和市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大,有望為精密減速器行業(yè)帶來(lái)廣闊新興增量需求,進(jìn)一步打開其市場(chǎng)空間。
四、精密減速器國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程不斷推進(jìn)
當(dāng)前,我國(guó)精密減速器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局主要由納博特斯克(日本)、哈默納科(日本)、新寶(日本)等國(guó)外企業(yè)主導(dǎo)。以諧波減速器為例,哈默納科是我國(guó)諧波減速器市場(chǎng)龍頭企業(yè),2023年市場(chǎng)份額約為38.7%;本土企業(yè)綠的諧波排名第二,約為14.5%。不過(guò),隨著政策推動(dòng)和自主化水平提升,我國(guó)精密減速器國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程不斷推進(jìn),國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品性能與國(guó)外領(lǐng)先水平的差距不斷縮小。例如:哈默納科和新寶這兩大日企在我國(guó)諧波減速器市場(chǎng)中的合計(jì)份額已由2018年的61%左右下降到2023年的45.4%左右;納博特斯克在我國(guó)機(jī)器人用RV減速器中的市場(chǎng)份額則由2020年的54.8%下降至2023年的40.17%,同時(shí)本土企業(yè)環(huán)動(dòng)科技市場(chǎng)份額不斷提升,由2020年的5.25%上升至2023年的18.89%。
我國(guó)精密減速器行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)情況
細(xì)分市場(chǎng) | 競(jìng)爭(zhēng)情況 |
精密行星減速器 | 新寶是我國(guó)精密行星減速器市場(chǎng)龍頭企業(yè),2022年市場(chǎng)份額約為20.4%;本土企業(yè)科峰智能排名第二,約為11.7%。 |
諧波減速器 | 哈默納科是我國(guó)諧波減速器市場(chǎng)龍頭企業(yè),2023年市場(chǎng)份額約為38.7%;本土企業(yè)綠的諧波排名第二,約為14.5%。此外,哈默納科和新寶這兩大日企在我國(guó)諧波減速器市場(chǎng)中的合計(jì)份額已由2018年的61%左右下降到2023年的45.4%左右。 |
RV減速器 | 納博特斯克為我國(guó)RV減速器市場(chǎng)龍頭企業(yè)。2020 年,其在我國(guó)機(jī)器人用RV減速器中的市場(chǎng)份額為 54.8%,2023年下降至40.17%;本土企業(yè)環(huán)動(dòng)科技市場(chǎng)份額則不斷提升,由2020年的5.25%上升至2023年的18.89%。 |
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