精密减速器是机器人的重要零部件,在工业机器人和人形机器人中的成本占比均较高。减速器的性能直接影响机器人的性能,由于其在机器人中的重要作用,质量和性能仍然是选择的首要关注点。减速器成本在机器人总成本中占有较大比重,根据中商产业研究院数据,减速器在工业机器人成本中占比35%,是成本占比最高的零部件。
根据思瀚数据,减速器在人形机器人成本中的占比为16%,仅次于无框力矩电机,也是人形机器人的重要零部件。随着技术进步与市场竞争加剧,减速器的价格正在逐步降低,但其仍是机器人成本的关键构成部分。全球减速器制造商正致力于经由技术革新及规模化生产,实现减速器成本的进一步降低。
1、谐波减速器:机器人为主要增量市场,绿的谐波突出重围
谐波减速器由波发生器、柔轮和刚轮三大零部件组成。在波发生器、柔轮和刚轮协同工作下,谐波减速器能够在较小的体积内实现高减速比和高扭矩输出。波发生器经柔轮弹性变形带动刚轮转动,实现减速和增矩效果,这种设计使得谐波减速器适合精密控制及空间受限的应用场景。
我国谐波减速器市场规模增长较为迅速。谐波减速器在精密传动领域广泛适用,应用行业正不断拓宽至机器人、高端数控机床、半导体制造设备、医疗器械等领域。根据中商产业研究院,2019-2023年我国谐波减速器市场规模由13.5亿元增长至24.9亿元,CAGR为16.54%,规模维持稳健增长;预计2025年我国谐波减速器市场规模将达33.2亿元,对应2023-2025年CAGR为15.47%。
全球谐波减速器市场呈现“一强主导”格局,绿的谐波率先突出重围。全球谐波减速器竞争格局高度集中,市场龙头为日本厂商哈默纳科。全球谐波减速器市场主要参与者包括哈默纳科、绿的谐波等,其中哈默纳科全球销售额市占率超80%,呈现“一强主导”格局。
2023年我国谐波减速器市场位于第一梯队的厂商包括哈默纳科与绿的谐波,销售额市占率分别为38.7%与14.5%,第二梯队厂商包括来福谐波、同川科技、日本新宝,销售额市占率分别为9.2%/7.3%/6.7%。在谐波减速器行业中,日本的哈默纳科技术水平处于行业领先地位。目前国内厂商如绿的谐波通过技术攻关、生产工艺的改进,在减速比、额定扭矩、传动效率、精度方面已接近或达到国际先进水平,打破了国外厂商在高端谐波减速器领域的技术垄断,对国外品牌进口逐渐形成一定的替代。
2、 RV 减速器:日企占据主导地位,国产替代空间充足
RV减速器采用两级减速结构,由第一级渐开线行星传动和第二级摆线行星传动组合而成,具备传动范围大、传动效率高的优点。RV减速器承载能力强、刚度高,使其成为高性能传动系统的理想选择,尤其适合那些对传动效率、承载能力和精度有高要求的应用,如工业机器人、数控机床、医疗检测设备等领域。
RV减速器市场规模持续扩张,中国RV减速器市场规模增速高于全球。RV减速器市场规模在全球和中国市场均呈现出稳定增长的趋势,主要得益于工业自动化和智能制造的快速发展,尤其是在工业机器人领域的应用。根据QY Research数据,2018-2023年全球RV减速器市场规模由34.3亿元增长至75.1亿元,CAGR为16.97%。
根据思瀚产业研究院数据,2014-2021年我国RV减速器市场规模由10.82亿元增长至42.95亿元,CAGR为21.77%,市场规模增速高于全球整体水平,预计2025年市场规模将达到60亿元。其中,2014-2017年我国RV减速器市场规模维持较高增速主要得益于下游工业机器人安装量的迅速增长,2018-2019工业机器人安装量增速放缓导致RV减速器市场规模增长停滞,2020-2021年工业机器人安装量再度提速带动RV减速器需求放量。
纳博特斯克占据RV减速器市场主导地位,国产替代演绎正当时。在国际RV减速器市场,日本企业纳博特斯克保持行业龙头地位。在国内RV减速器市场,2020年纳博特斯克以54.80%的优势领跑国内RV减速器市场,住友重机与中大力德分别以6.60%和6.16%的市占率位居其后。
2021-2023年期间,市场格局发生显著变化,环动科技展现出强劲发展势头,市占率从2020年的5.25%逐年攀升至2023年的18.89%,稳居国内第二。相比之下,国际厂商市场份额持续收缩,纳博特斯克市占率从54.80%降至40.17%。环动科技在逐步对纳博特斯克实现进口替代的同时,进一步稳固了自身国内机器人RV减速器龙头企业的地位。
3、精密行星减速器:亚太地区为主要市场,国内企业加速追赶
精密行星减速器是由太阳齿轮、行星齿轮、内齿轮和输出轴组成,是一种高精度、高扭矩、小体积、轻重量的减速器。精密行星减速器具有高扭矩传递、低噪音运行等优点,被广泛应用于高速、高精度、高重载的工业生产领域,如机床制造、航空航天、农机装备、智能机器人等,是现代工业中不可或缺的组件。
全球精密行星减速器市场规模稳步增长,国内精密行星减速器市场规模有望进一步扩大。受到工业自动化、机器人技术、航空航天和其他精密制造领域需求的推动,精密行星减速器市场规模近年来呈现稳定增长的趋势。根据QY Research数据,2020-2024年全球精密行星减速器市场规模将由9.29亿美元增长至13.76亿美元,CAGR为10.32%;预计2025年全球精密行星减速器市场规模将达到14.71亿美元。
国产精密行星减速器替代空间大。在全球范围内,德国、日本等国家的精密行星减速器产品以高性能和高质量著称,其产品在材料、设计水平、质量控制、精度、可靠性和使用寿命等方面处于行业领先地位,广泛应用于自动化设备、机器人、精密机床等高端领域,主要厂家为日本新宝、纽卡特、威腾斯坦等。国产厂家以科峰智能、纽氏达特为主要代表。
2023年中国精密行星减速器市场份额前五的厂商分别是新宝(日本)、湖北科峰(中国)、纽氏达特(中国)、精锐科技(中国台湾)、利茗(中国台湾),市占率分别为20%/12/9%/7%/5%,CR5为53%。
当前,以科峰智能为代表的国产高端精密行星减速器在传动精度、传动效率及噪声控制等核心性能指标上已接近或达到国际领先标准,已实现部分应用场景的进口替代,彰显了国产化竞争优势。然而相较于国际顶尖水平,国产产品在使用寿命与生产一致性等维度仍存在一定差距,需持续加强技术研发与工艺优化以推动整体性能的全面提升。
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