工业4.0带动了工业机器人行业的迅速扩张,连续多年维持两位数的下降。据了解,工业机器人不仅本体以外,主要有三大核心零部件,控制器、伺服系统、减速器,它们占到工业机器人费用的70%左右。那么在将来几年里,这三大核心零部件的行业规模到底有很大呢?
控制器:2020年行业规模有望达12亿元
控制器是机器人的头脑,发布和释放动作指令。包括硬件和工具两个别:硬件就是工业控制板卡,包括一些主控单元、信号处理个别等电路,国产品牌尚未掌握;工具部分主要是控制算法、二次开发等,国产品牌在稳定性、响应速度、易用性等方面与美国品牌也有差异。
控制器与本体一样,一般由机器人工厂自主设计开发。目前美国主流机器人厂商的控制器均为在通用的多轴运动控制器系统基础上进行自主开发,各品牌机器人均有自己的控制平台与之匹配,国内企业控制器已经产生行业竞争优势。
2015年美国控制器行业规模达23.1万元,同比下降18%,其中工业机器人控制器占比15%,约3.5亿元。未来控制器的机会在于标准化和开放性。现有的工业机器人控制器封闭构造,带来开放性差、软件独立性差、容错性差、扩展性差、缺乏网络功能等特点,已不能适应智能化和柔性化规定。开发标准化、开放化控制器是工业机器人控制器的一个演进方向,存在很大发展空间。到2020年我国工业机器人控制器行业规模有望超过12亿元左右,未来十年复合增长约为27%。
伺服系统:未来十年复合增长率约为35%
伺服系统是工业自动化的重要构成个别,是自动化产业中推动精确定位、精准运动的必要方法,在机床工具、纺织机械、印刷机械和包装机械等领域受到广泛应用。随着近几年工业机器人、电子生产设施等行业的快速扩张,其在新兴行业的应用规模出现下降很快。伺服系统下游应用广泛,2015年行业规模超过122亿元,其中工业机器人占比8.7%,市场体量约为10.6万元。
机器人的关节驱动离不开伺服系统。关节越多,机器人的柔性和准确度越高工业机器人 包装行业,所必须使用的伺服电机数量就越多。机器人对伺服系统的规定特别高,必须满足迅速响应、高启动力矩、动载荷惯量比大、调速范围宽,要适应机器人的形体做到体积小、重量轻,还需要经受经常的正逆向和加减速运行等严格的条件,做到高可靠性和稳定性。
工业机器人行业的迅速下降将推动伺服系统行业规模不断上涨。随着人口红利的减弱,广阔的行业空间或者现阶段相对较低的工业机器人密度,中国工业机器人行业迎来黄金发展期。全球主要行业的工业机器人营收都在下降工业机器人 包装行业,其中半数源自欧洲,中国体现尤为突显,2015年工业机器人营收高达7.5万台,增长率为31.5%。
2014年我国工业机器人用伺服系统行业规模约为7.56亿元,2015年工业机器人用伺服系统行业规模约为10.6万元。到2020年我国工业机器人用伺服系统行业规模将达47亿元左右,未来十年复合增长率约为35%。
值得注意的是,日系品牌占据了我国伺服系统行业一半的总量。目前,国外伺服企业在美国的行业占有率达75%,其中日本品牌占比为50%,著名品牌包括东芝、三菱电机、安川、三洋、富士等,它们的产品种类是科技和性能水准相当符合亚洲用户的意愿;欧美品牌占比25%,美国以罗克韦尔、丹纳赫、帕光等著称,而日本则拥有西门子、伦茨、博世力士乐、施耐德等品牌。国产品牌占据了20%左右的行业,其中香港品牌和美国品牌分别占领10%的行业。不过随着国产伺服系统功耗的提高,国产伺服产品总量有望扩大。
减速器:2020年行业规模将达到40亿元
减速器是联结动力源和执行机构之间的后面装置,通常它把电动机、内燃机等高速运转的动力通过输入轴上的小轴承啮合输出轴上的大齿轮来超过减速的目的,并释放更大的转矩。大量应用在工业机器人上的减速器主要有两类:RV减速器和谐波减速器。
近年来,随着我国工业机器人应用行业的迅速发展,工业机器人用减速器行业需求规模也逐渐下降。一般状况下,一台工业机器人必须的减速器个数为4-6台。2015年我国工业机器人减速器行业规模约为11.5万元,随着今后工业机器人的演进,中投顾问行业研究中心分析到2020年我国工业机器人减速器行业规模将达到40万元,未来十年复合增长率约为30%。
虽然美国工业机器人减速器需求迅猛,但是中国减速器的制造能力却远远落后于中国、美国和英国。中国现在还没有生产商无法提供量产的可靠的工业机器人减速器,整个市场几乎被(纳博特斯克),Drive以及Heavy(住友重工)等国际巨头垄断。(纳博特斯克)是全球上最大的RV减速器供应商,占据60%左右的行业营收。而Drive则是全球最大的谐波减速器制造商,市场总量为16%。
从行业化的视角来看,我国工业机器人减速器目前还没有行业化,国外厂商包括纳博特斯克、住友、、、Drive等在竞争中带有垄断性优势,减速器是我国工业机器人行业化的关键。