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紧密跟随国家产业指导及技术发展
机器人行业系列报告(六):高精密直线传动部件 迎来产业化重要机遇浏览数:1746  发布时间:2023-10-10 16:47

丝杠导轨是高精密直线传动系统的核心部件,,,,下游应用广泛,,,国产化率低。。本篇报告分析了丝杠导轨行业国产化率低的主要原因;在人形机器人和新能源汽车的产业趋势下,,,国产丝杠导轨有望进入快速发展阶段;长期来看,,,在以机床为代表的高端领域,,,随着整机厂竞争力的提升、、政策引导支持力度的加大,,丝杠导轨实现自主可控是必然趋势。。。因此我们认为国产丝杠导轨正迎来产业化的重要机遇,,,,给予行业“推荐”评级。。。


丝杠导轨是高精密直线传动的核心部件。。。


(1)丝杠的主要作用是定位,,,并将旋转运动转换为直线运动,,,,驱动导轨运动。。。。


丝杠按结构可分为梯形丝杠、、滚珠丝杠和行星滚柱丝杠,,,,其中滚珠丝杠因传动效率高、、、、寿命长,,,,是目前主流的丝杠产品;行星滚柱丝杠加工难度大,,产业化应用较少,,,主要用于对承载力、、、、体积要求高的场景。。


(2)导轨的作用是支承运动构件并使其按规定方向运动。。导轨按结构可分为滑动导轨、、、、滚动导轨和液体静压导轨,,其中滑动导轨适用于低精度重切削,,,,滚动导轨适用于高精度、、高速轻加工;液体静压导轨结构复杂,,,制造成本高,,,,实际应用较少。。


丝杠导轨全球市场空间达千亿,,,国内超300 亿,,,机床是最主要的下游。。根据Value Market Research 数据,,,,2019 年全球滚动部件的市场规模为195.48 亿美元(折合人民币约1300 亿元)。。根据金属加工杂志社,,,,2022 年我国滚动功能部件市场空间约为330 亿元。。下游应用包括数控机床、、、半导体制造装置、、医疗器械、、、、工业机器人、、、、自动化设备、、、、3C 设备、、汽车等,,,,其中机床是最主要的应用领域。。。


丝杠导轨是机床传动系统的重要部件,,,精度要求高,,,但占整机的价值量较低(约5%-9%),,预计机床丝杠导轨的需求合计约百亿元体量。。。在机床中,,,,一般是2 套直线导轨副及1 套滚珠丝杠副组成一个方向的直线运动系统。。。。丝杠导轨直接影响到机床的加工性能,,,因此精度要求高,,丝杠一般在P5 级以上,,导轨一般在P 级以上。。。丝杠导轨(不包括其他传动零部件)合计占机床整机成本的5%-9%,,根据机床市场空间,,,,我们测算得到相关丝杠导轨需求约百亿。。。


外资主导市场,,,,国产化率低,,,,国内无龙头企业。。。欧美企业具有先发优势,,且拥有轴承、、、液压件、、、、高精密磨床等产业优势,,技术领先,,,属于第一梯队。。。20纪80 年代开始,,,日本THK、、、、NSK、、、IKO 等公司伴随着日本的机床、、半导体、、、、汽车制造业等行业成长起来,,,成为主要生产厂家,,,属于第二梯队。。。20 世纪90年代后期,,,,中国台湾的HIWIN、、ABBA、、PMI 公司及韩国的SBC 也崭露头角,,作为后发者,,,,产品突破后主打性价比,,抓住了中国制造的发展机遇,,在中国市场享有较高的市场份额,,属于第三梯队。。大陆的丝杠导轨企业数量较少,,以国企为主,,,积累时间短,,,单个企业体量较小。。


我国丝杠导轨与进口产品的差距主要体现在精度保持性、、、、批量生产的稳定性和一致性。。。精度保持性指维持在初始精度的时间,,,,国产丝杠导轨即使出厂精度能达到P3 级以上,,,后续也很难在机床整个寿命周期中维持在这一高精度。。。


批量生产的一致性和稳定性指生产一批丝杠,,能达到标准要求的产品比例,,国产虽然能做到P0~P2 级的高精度产品,,,,但一致性和稳定性较差,,,,导致无法大规模供应。。。


国产产品落后于进口的背后,,是整个产业链各个环节(包括设计、、、原材料、、制造设备、、、加工工艺、、、检测方法、、、、质量管控等)都存在差距。。我们认为丝杠导轨多年来未实现国产化的原因主要是以下2 点:


1、、、、高精度产品的工艺壁垒未突破:①国内缺少高质量的原材料;②进口螺纹磨床价格昂贵,,,,交期长达半年以上,,,投资门槛高;③工艺复杂,,工序多,,其中涉及多次磨削、、、热处理、、检测环节,,国内缺少有经验的、、、会使用高端磨床的工人。。。


2、、产业化缺乏动力:①丝杠导轨过去主要的应用领域在机床,,,,对于机床来讲,,,,丝杠导轨属于重要性极高,,,但价值量占比较低的产品,,,,因此机床厂商没有动力试用国产;②过去国产机床整机厂的实力不强,,进口零部件能够起到保证质量的作用。。


人形机器人和新能源汽车有望加速丝杠导轨国产化到来。。。


1、、、、需求端:①新产业机遇带来的市场空间广阔,,,新能源汽车中丝杠的单车价值量较燃油车有3 倍的提升,,,百万台人形机器人带来百亿级丝杠需求;②车用对丝杠的精度要求低,,,,成本要求高,,更愿意使用国产以降本;③人形机器人所需的反向式行星滚柱丝杠目前仅欧系企业有量产能力(日系、、台系均没有相关产品),,欧系企业面对新趋势、、、、新方向时更保守,,,不会大规模扩产进行降本,,,,国产一旦实现产品突破,,更有可能成为主流供应商;④机床整机厂的实力不断增强,,国内终端客户对国产机床的认可度明显提升,,政策持续推进机床核心零部件国产化。。


2、、供给端:国内涌现出许多企业投入丝杠导轨行业,,,积极迎接新的产业趋势,,其中有定位高端、、有资金、、、、有实力的企业,,,也有定位中低端(车用)、、有量产能力的企业,,,改变了过去国企为主的竞争格局。。。。


主要上市公司:①恒立液压,,,工程机械液压件龙头,,,定增募投电缸及丝杠业务,,,,投资额15 亿元,,,,加大非挖领域布局,,,打造第三成长曲线。。。。②贝斯特(汽车覆盖),,主业汽车零部件和工装夹具,,,,自研丝杠导轨,,,,已送样至机床行业的战略客户,,,规划“5+10”产能布局,,,一期产值5 亿元,,,,二期产值10 亿元。。。。


③秦川机床(汉江机床),,,,丝杠可稳定达到P2-P3 级,,,,代表国内的领先水平,,,,自制螺纹磨床;定增募投新能源汽车用丝杠导轨,,投资额2 亿元,,,,达产后年收入增加5 亿元。。④鼎智科技(汽车覆盖),,,主业线性执行器,,,,用于医疗等行业,,,其中梯形丝杠为关键零部件,,,,公司实现自制。。。


风险提示:技术研发不及预期、、、、原材料及零部件价格大幅波动、、、、下游制造业需求复苏不及预期、、、行业竞争加剧风险


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