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工业机器人核心零部件市场到底有多大?

2022-07-05 10:25 来源:世界先进制造技术论坛 评0 0

  工业4.0带动了工业机器人市场的快速扩张,连续多年保持两位数的增长。据了解,工业机器人除了本体以外,主要有三大核心零配件,控制器、伺服系统、减速器,它们占到工业机器人成本的70%左右。那么在未来几年里,这三大核心零部件的市场规模到底有多大呢?

  控制器:2020年市场规模有望达12亿元

  控制器是机器人的大脑,发布和传递动作指令。包括硬件和软件两部分:硬件就是工业控制板卡,包括一些主控单元、信号处理部分等电路,国产品牌已经掌握;软件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、易用性等方面与国外品牌还有差距。

  控制器与本体一样,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,国内企业控制器尚未形成市场竞争优势。

  2015年中国控制器市场规模达23.1亿元,同比增长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、缺乏网络功能等缺点,已不能适应智能化和柔性化要求。开发标准化、开放化控制器是工业机器人控制器的一个发展方向,存在巨大发展空间。到2020年我国工业机器人控制器市场规模有望达到12亿元左右,未来五年复合增速约为27%。

  伺服系统:未来五年复合增长率约为35%

  伺服系统是工业自动化的重要组成部分,是自动化行业中实现精确定位、精准运动的必要途径,在机床工具、纺织机械、印刷机械和包装机械等领域得到广泛应用。随着近几年工业机器人、电子制造设备等产业的迅速扩张,其在新兴产业的应用规模出现增长迅速。伺服系统下游应用广泛,2015年市场规模达到122亿元,其中工业机器人占比8.7%,市场规模约为10.6亿元。

  机器人的关节驱动离不开伺服系统。关节越多,机器人的柔性和精准度越高,所需要使用的伺服电机数量就越多。机器人对伺服系统的要求非常高,必须满足快速响应、高起动转矩、动转矩惯量比大、调速范围宽,要适应机器人的形体做到体积小、重量轻,还必须经受频繁的正反向和加减速运行等苛刻的条件,做到高可靠性和稳定性。

  工业机器人市场的快速增长将带动伺服系统市场规模不断上升。随着人口红利的消退,广阔的市场空间以及现阶段相对较低的工业机器人密度,中国工业机器人市场迎来黄金发展期。全球主要市场的工业机器人销量都在增长,其中半数源自亚洲,中国表现尤为突出,2015年工业机器人销量高达7.5万台,增长率为31.5%。

  2014年我国工业机器人用伺服系统市场规模约为7.56亿元,2015年工业机器人用伺服系统市场规模约为10.6亿元。到2020年我国工业机器人用伺服系统市场规模将达47亿元左右,未来五年复合增长率约为35%。

  值得注意的是,日系品牌占据了我国伺服系统市场一半的份额。目前,国外伺服企业在中国的市场占有率达75%,其中日本品牌占比为50%,著名品牌包括松下、三菱电机、安川、三洋、富士等,它们的产品特点是技术和性能水平比较符合中国用户的需求;欧美品牌占比25%,美国以罗克韦尔、丹纳赫、帕光等闻名,而德国则拥有西门子、伦茨、博世力士乐、施耐德等品牌。国产品牌占据了20%左右的市场,其中内地品牌和台湾品牌分别占据10%的市场。不过随着国产伺服系统性能的提升,国产伺服产品份额有望扩大。

  减速器:2020年市场规模将超过40亿元

  减速器是连接动力源和执行机构之间的中间装置,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齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的,并传递更大的转矩。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市场的快速发展,工业机器人用减速器市场需求规模也随之增长。一般情况下,一台工业机器人需要的减速器个数为4-6台。2015年我国工业机器人减速器市场规模约为11.5亿元,随着未来工业机器人的发展,中投顾问产业研究中心预测到2020年我国工业机器人减速器市场规模将超过40亿元,未来五年复合增长率约为30%。

  尽管中国工业机器人减速器需求强劲,但是国内减速器的生产能力却远远落后于日本、美国和欧洲。中国目前还没有制造商能够提供量产的可靠的工业机器人减速器,整个市场几乎被Nabtesco(纳博特斯克),Harmonic Drive以及Sumitomo Heavy Industries(住友重工)等国际巨头垄断。Nabtesco(纳博特斯克)是世界上最大的RV减速器供应商,占据60%左右的市场份额。而Harmonic Drive则是世界最大的谐波减速器生产商,市场份额为16%。

  从产业化的角度来看,我国工业机器人减速器至今还没有产业化,国外厂家包括纳博特斯克、住友、SEJINIGB、SPINEA、Harmonica Drive等在竞争中具有垄断性优势,减速器是我国工业机器人产业化的关键。

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