减速器风起云涌!中大力德“半个机器人”能否成就下一个绿的谐波工业机器人主题一电机减速机

谐波减速器竞争格局基本已定,RV减速器尚未决出胜负。

作者 | 塔山

编辑 | 小白

减速器、控制器和伺服电机,共同构成工业机器人三大核心零部件。国产控制器和国产伺服电机近年来取得飞速发展,那么国产减速器发展如何呢?

且看下文分析。

谐波减速器完成国产替代,RV减速器呼唤下一个“绿的谐波”

生产生活中几乎所有的机械设备都离不开减速机。大到工业生产,小到汽车、家电,可以说是不折不扣的动力传输担当。

减速机和减速器,本质上没什么区别,只是规格不同而已,一般而言,减速器是不带电机的,减速机的分类大概如下图所示。

电机配置上减速机即为减速电机,减速电机及减速器可广泛应用于工业机器人、智能物流、新能源、工作母机等领域以及食品、包装、纺织、电子、医疗等专用机械设备行业。

以工业机器人为例,控制器、伺服电机和减速器其核心零部件成本占总成本接近70%,当中减速器成本占比大概为32%,伺服电机和控制器占比分别为22%和12%,目前国产品牌和外资品牌存在一定差异。

RV减速器一般放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置;谐波减速器一般放置在小臂、腕部或手部等负载小的位置;而行星减速器一般应用在直角坐标机器人上。

根据高工机器人的统计,RV减速器和谐波减速器的使用量约为65%:35%。

从全球精密减速器市场来看,日系品牌哈默纳科(Harmnic Drive System Inc.)和纳博特斯克(Nabtesco)垄断了近75%的市场份额:其中纳博特斯克生产的RV减速器,约占60%的份额;哈默纳科生产的谐波减速器,约占15%的份额。

国产谐波减速器跟国外相比差距不算太大,竞争格局基本稳定。

RV减速器领域,目前大部分市场份额仍然被纳博特斯克占据,RV减速器国产替代空间较大。近年来,南通振康、双环传动、中大力德和秦川机床等国产RV减速器企业正在逐步崛起,但目前国产RV减速器的整体市占率还不高。

国产RV减速器如何“直道追赶”?

RV减速器一般比谐波减速器要贵,技术要求也更高,因此其产业投入往往更大,而回报较慢。国产RV减速器要实现弯道超车难度较大,只能直道追赶。

目前国内减速器领域,做谐波减速器的企业越来越多,而RV减速器企业逐渐减少,从中可见一斑。

根据行业专家估计,目前在RV减速器的下游应用中,工业机器人占比在2/3左右。一台工业机器人的腿部、腰部和肘部需要4至6台RV减速器,可以说工业机器人领域是RV减速器的“主战场”。

2018年工业机器人需求爆发。

以谐波减速器为例,为打压中国机器人产业,日本纳博特斯克卖给ABB、库卡等四大机器人公司的减速器价格,是给我国机器人公司价格的一半甚至更低,同时我国机器人公司还要被迫接受6个月甚至更长的供货期。

国产减速器虽然价格便宜且供货期短,但“精度保持性”等产品关键性能远不及日本产品,大多只能供中、低端机器人使用。

总结下来,国产RV减速器的短板主要包括以下几个方面:

(1)国产制造设备相对落后,日本设备企业对我国禁售; (2)RV减速器核心零部件—轴承仍受制于国外; (3)热处理技术不过关,使零部件变形较大。

另外通过对绿的谐波的发展历程进行复盘,发现其大概有如下几个特点:

(1)早期技术不够,服务来补。在保证产品品质和性能的前提下,绿的谐波产品售价约为哈默纳科价格(出售给中国机器人厂商的价格)的30%,在中国市场,绿的谐波相比哈默纳科具备更快的售后响应速度、更佳的现场服务能力和更短的交货周期; (2)服务来补短板的同时加速技术追赶。从研发强度上看,绿的谐波研发费用率在2018-2020年均超过10%; (3)实现核心零部件的自制。柔性轴承和交叉轴承是谐波减速器的核心,与国内其他厂家外购不同,绿的谐波已实现自制,且质量不输国外头部竞争对手; (4)深耕精加工,生产制造体系完备。绿的谐波突破了谐波减速器生产过程中的热处理、柔轮加工和装配的一致性等瓶颈。

回顾绿的谐波的崛起之路,谐波减速器的竞争是技术、产品性价比和服务等综合能力的竞争。

而RV减速器当前的短板,跟谐波减速器当初的短板存在一定的相似之处,国内RV减速器厂商要实现弯道超车同样需要解决短板问题。

回顾历史,日本从欧美引进工业机器人技术,并逐步发展为全球机器人产业最强大的国家,同时也成就了其在减速器领域的霸主地位。

究其原因,除了劳动力缺乏倒逼、政策支持、下游汽车和3C产业的培育之外,全产业链协同发展是主要驱动力。

可以预判,国产RV减速器的崛起同样需要全产业链的协同,尤其需要下游优质产业的培育。而那些品质好、成本控制好、服务好且掌握自主研发能力的企业,胜出的几率较大。

秦川机床:目前具备年产6-9万套的产能,2021年的RV减速器产销量超过3万台,约占到国产RV品牌市场份额的20%-25%。其是国内唯一提供全系列产品(5Kg-800Kg)的厂商。 双环传动:目前已形成工业机器人用全系列RV减速器产品,预计2022年扩产后将达到8-10万台/年的产能。 中大力德:减速器总产能大概为10万台/年,包含行星减速器、RV减速器和谐波减速器,其中RV减速器2018年开始批量供货,谐波减速器2020年开始批量供货。

中大力德的“减速”之路

宁波中大力德智能传动股份有限公司,以下简称公司或中大力德,公司主要产品包括精密减速器、传动行星减速器、各类小型及微型减速电机,以及伺服电机及无刷驱动器等。

目前公司在市值风云实时吾股排名里,位列第2159名。

1坚守减速器主业,基本覆盖工业机器人核心零部件

除了控制器之外,公司产品基本覆盖工业机器人的核心零部件品类。

公司主业稳定,始终专注在减速器和减速电机等核心零部件方面,减速器和减速电机贡献主要营收。

公司的“RV减器”和“谐波减速器”分别于2015年、2021年被认定为浙江省制造业首台(套)装备产品,其中“RV减速器”中标国家2017年工业强基工程。

公司的重大研发进展如下:

(1)2013年,开发生产RV关节机器人专用减速器和准双曲面、弧锥齿减速器; (2)2014年,开发生产ZB系列行星减速器,合作研发高品质RV减速器; (3)2016年,开发生产谐波减速器; (4)2018年,RV减速器批量供货; (5)2020年,谐波减速器批量供货。

秦川机床、双环传动和中大力德,三家上市公司中以减速器作为主要业务的只有中大力德。由于其他上市公司减速器业务并未单独拆分,单从中大力德来看,其减速器业务营收增速2021年开始回升,但营收规模总体上仍然偏低。

2由单一零部件转型生产“半个机器人”,产品已实现放量

工业机器人要用到的RV减速器、谐波减速器、伺服电机、驱动器和控制器等零部件,往往采购自不同的零部件厂商,这在很大程度上会影响产品的一致性和机器人整体的性能。

针对这种情况,公司决定研发“半个机器人”。

公司的产品体系囊括了伺服电机、RV减速器、谐波减速器和驱动器,将这些零部件集成后,机器人厂商只需另外采购控制器。这就是中大力德“半个机器人”的产品内涵。

不过将零部件进行集成并没有看起来那么简单,它需要紧密的产业协同,大部分情况下需要跟下游客户共同研发。目前公司下游客户行业分布广泛,具备产业培育基础。

公司主要终端客户包括:

那么造完了“半个机器人”,是不是接着要造整个机器人了?

“中大力德不做本体,不和客户做竞争对手”,公司董事长岑国建曾这样表态。所以,公司造“半个机器人”的本质仍是做核心零部件,只不过是从单一设备供应商进化为一体机方案解决商。

公司虽然在产品方面有突破,但始终定位清晰,并没有超出自己的能力圈。

目前公司“半个机器人”产品已经批量出货。

2021年报中智能执行单元基本对应“半个机器人”产品。2021年公司智能执行单元首次贡献营收1.47亿元,且毛利率为27.6%,大幅高于减速器单品,表明公司的系统集成能力得到客户认可。

3业绩平平无奇,近两年国内业务毛利率稳中有升

公司营收近五年均保持增长,但归母净利润表现一般。

公司营收增速不高,2021年营收增速出现回暖的迹象,归母净利润存在一定的波动。2022年一季度营收基本跟同期持平,归母净利润同比下滑5.65%。

公司近五年毛利率和净利率整体上呈现下行趋势,主要是由于公司近年来减速器产品结构处在调整之中,且精密减速器还处于持续扩产增量的阶段,规模经济不明显,另外近两年原材料价格和人工成本上涨明显,一定程度上导致公司毛利率有所下降。

进一步分析,区别国内业务和出口业务,情况似乎有所不同。近两年公司国外营收占比大幅减少,国外营收占比从2019年的16.5%降至2021年的7.8%。公司营收主要由国内市场贡献。

公司产品所需的主要原材料为钢、铁和铝等,原材料占主营业务成本比重较高,近两年大宗商品价格整体处在高位,公司国内销售毛利率稳中有升,表现相对较好。

2019年以来,公司国外销售毛利率下滑明显,而国内销售毛利率基本稳定,公司近几年毛利率下滑主要受出口业务影响。

从研发投入来看,近几年公司持续加大研发投入,2021年研发费用率为5.48%。

对比行业内可比公司,中大力德的研发费用率和毛利率均处于相对较高水平。

近几年公司资产负债率及有息负债整体不高,2021年大幅增加主要是由于发行可转债所致。

公司2017年上市以来累计募资2.35亿元,分红五次,累计派息0.97亿元。

公司的产品从研发突破到营收放量需要一定时间周期,同时也需要下游产业的配合:RV减速器的技术突破离不开产业协同,而“半个机器人”产品的推出可以改善产品一致性问题进而提升机器人整体的性能,这正是产业协同的体现。

总体上来看,公司坚守主业值得肯定,且管理层对于自身定位较为清醒。

虽然短期业绩平平无奇,但是公司重视研发,近两年公司国内业务毛利率稳中有升。

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THE END
0.中国机器人3大痛点:高端产业低端化,800多家企业近半无产品,核心零除了高端产品缺乏,我国机器人产品的核心零部件依赖进口的局面仍未改变。控制器、伺服电机、减速机被视为机器人的三大核心零部件,占到机器人成本的70%,这也是制约中国机器人产业的主要瓶颈。 上述白皮书数据显示,2015年约有75%的精密减速器由日本进口,主要供应商是哈默纳科、纳博特斯克和住友公司等;伺服电机和驱动 jvzq<84crr4jmjsejco/exr1Aciukxs?ujux(jur?cxuklqg(euovnsvkfC98;:9(euov{tnngx>c{ykenk
1.一篇读懂工业机器人的核心零部件控制器、伺服电机、减速器控制器、软件与本体一样,一般由机器人厂家自主设计研发。目前国外主流机器人厂商的控制器均为在通用的多轴运动控制器平台基础上进行自主研发,各品牌机器人均有自己的控制系统与之匹配。 国内企业机器人控制器产品已经较为成熟,是机器人产品中与国外产品差距最小的关键零部件,国内控制器与国外产品存在的差距主要在控制jvzquC41yy}/ovxqpnoog7hqo0io1rshq1927;550unuou
2.机器人学:(1)机器人基础极坐标机器人SCARA(Selective Compliance Assembly RobotArm)选择顺应性装配机械臂,又名水平多关节机器人。是1978年日本山梨大学牧野洋教授发明的一种用于装配作业的机械臂,有三个转动关节和一个移动关节。大量用于装配印刷电路板和电子零部件。 5)通用多关节机器人 主要指6自由度或5自由度关节型工业机器人,一般有5或6个独立的转jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8|gkzooa=89466698ftvkimg8igvcomu864;8988B<
3.海门工业机器人三大核心零部件实现本地化生产“目前,海门正在加速构建工业机器人产业链。”昨天,海门区发改委主任俞军在接受记者采访时表示,当前海门工业机器人实现了关键核心技术自主可控,工业机器人的三大核心零部件——控制器、伺服电机和精密减速器均可在正余镇本地化生产,实现了创新链产业链深度融合。 jvzq<84lu0vfqyqg0eun0ls1p4532;6127731l882562/<9943=:37mvon
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5.谐波减速器行业研究:多元需求藏变局,国产突围尤可期|谐波|减速器|谐波减速器位于行业上游,广泛渗透于从加工制造到终端应用场景的整个工业体系。目 前国内谐波减速器下游最大的应用场景就是工业机器人。此外非机器人领域也为谐波减 速器带来新的需求增量,比如数控机床、光伏设备、航天器以及医疗器械等领域。 机器人核心零部件主要包括精密减速机、交流伺服电机、控制器。精密减速器是连jvzq<84m0uooc7hqo0io1jwvkerfa@948:?1:@9a3dgbf>h9c2622::7u;4ivvq
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