国产减速器发展分析( 35 页)

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目 录

1、 聚焦机器人核心零部件之精密减速器：其势如水，赋能百业 ..... 4

1.1、 谐波减速器：小而精的传动装置，日本占据优势、中国步步紧追 ...... 6

1.2、 哈默纳科：工艺为盾、性能为矛，建立谐波减速器行业日不落帝国 .... 11

1.3、 RV 减速器：投入大、加工难，国产替代之路行稳致远 ...... 14

1.4、 纳博特斯克：运动控制领域常胜将军，始于创新、恒于提升 .... 17

2、 人形机器人题材有情绪，减速器产能缺口空间可想象 ....... 19

2.1、 人形机器人对零部件的核心要求在于小型、轻量、集成 .... 19

2.2、 人形机器人落地后，供少于求或将成为减速器行业的中长期格局 .... 20

3、 受益标的 ...... 22

3.1、 汉宇集团：国内谐波减速器后起之秀，实力展现、以待良局 .... 24

3.2、 双环传动：国内精密齿轮加工领导者，布局RV、优势复制 ...... 27

3.3、 绿的谐波：谐波减速器国产化先锋，自主创新、谋定宏图 .... 29

3.4、 中大力德：深耕机械传动二十载，首尾不懈、拾级而上 .... 31

3.5、 秦川机床：精密齿轮加工机床核心标的，大国工匠、重启成长 .... 32

4、 风险提示 ...... 35

图表目录

图1： 工业机器人减速器占总成本的32% ....... 4

图2： 谐波减速器龙头哈默纳科下游应用广泛.... 4

图3： 2021 年中国工业机器人用减速器市场71 亿元 ..... 5

图4： 工业机器人用精密减速器国产率逐年上升 .... 5

图5： 精密减速器具备成套的技术、装备和工艺 .... 5

图6： 精密减速器硕博论文数量持续增长体现出我国减速器领域人才队伍扩大 .... 6

图7： 谐波减速器由柔轮、钢轮、波发生器构成 .... 7

图8： 谐波减速器最早用于航天领域 ....... 7

图9： 谐波减速器通过错齿运动完成减速 ....... 7

图10： 光学显微镜下，国产材料（b、c）组织粗大不均 ...... 7

图11： 协作机器人可以按照协作程度与安全性要求分类 .... 10

图12： 协作机器人市场规模自2020 年起增幅较明显 ...... 10

图13： 国内谐波减速器产业发展历程与日本相似 .... 11

图14： 2021 年全球工业机器人用谐波减速器市场68.6 亿元 ...... 11

图15： 谐波减速器国产化率50% ....... 11

图16： IH 齿形保持了使用渐开线齿形时的流畅性，并提高了精度、刚性、寿命 ....... 12

图17： 柔轮（F/S）齿底疲劳极限改善 ...... 13

图18： 疲劳极限扭矩增加一倍 ....... 13

图19： 提高刚度、缩小体积、机电一体是哈默纳科产品迭代趋势 .... 13

图20： 减速器、电机及驱动器、传感器、控制器以及其他元件协同进行运动控制 .... 14

图21： RV 减速器的结构相较谐波减速器更复杂 ..... 15

图22： 结构6 同时作为二级传动输出结构和一级传动行星架，从而构成RV 减速器的两级闭式反馈 ..... 15

图23： 2021 年全球工业机器人用RV 减速器市场规模109 亿元.... 16

图24： 我国RV 减速器起步较晚，处于技术追赶阶段 .... 16

图25： RV 减速器中主要有四类精密轴承 ..... 17

图26： 纳博特斯克引领RV 减速器发展 .... 18

图27： 公司内部具备浓厚的创新氛围 ....... 18

图28： 纳博特斯承接过往经验，加强全产业链研发实力 .... 18

图29： 1889 年，日本第一台国产车床由池贝公司制造 ....... 19

图30： 池贝公司于上世纪初生产的机床 ....... 19

图31： 图中六轴机器人的J4、J5、J6 轴使用谐波减速器 ....... 20

图32： RV 减速器用于上臂、下臂等大惯量关节减速 ..... 20

图33： 纳博特斯克产能扩张温和 ....... 21

图34： 尼得科（新宝）月产能10 万台 ..... 21

图35： 哈默纳科净利率水平较低 ....... 22

图36： 手工检查零部件性能 ....... 22

图37： 研发谐波减速器首先进行技术路径的选择 .... 23

图38： 国内机器人本体厂商毛利率水平较低.... 24

图39： 日本池贝公司的未完成订单占比呈上升态势 .... 24

图40： 谐波减速器厂商毛利率水平高于RV 厂商 .... 24

图41： 2022Q1 固定资产对比，RV 减速器厂商投入更大 .... 24

图42： 同川科技自2015 开始研发谐波减速器至今，已具备较强的产品实力 ...... 25

图43： 齿轮加工流程从初加工到热处理以及精加工 .... 25

图44： 车齿工艺相比滚齿、插齿加工效率更高 .... 25

图45： 球墨铸铁具备易于精密加工、轻量、刚度强等性能优势 .... 26

图46： 海伯森六维传感器可应用于工业机械臂中 .... 27

图47： 2011-2021 年累计资本开支超61 亿元 ....... 28

图48： 2021 年，折旧与营收之比迎来拐点....... 28

图49： 2021 年，毛利率、净利率均同比提升....... 29

图50： 2018-2021 年，减速器业务营收CAGR=43% .... 29

图51： 绿的谐波产品技术路径设计环环相扣.... 30

图52： 2018 年公司营收、净利润实现较大增长 ....... 31

图53： 日本机器人年产值周期性变化 ....... 31

图54： 公司自2000 年成立以来产品版图不断拓宽 ...... 31

图55： 中大力德2018-2021 年营收复合增速16.7% ..... 32

图56： 毛利率同比改善 ....... 32

图57： 从四个角度分析中大力德的竞争优势.... 32

图58： 2020 年实现扭亏为盈，但目前利润水平仍较低 ....... 33

图59： RV 减速器工艺流程，需用到非标磨齿机 ..... 33

图60： 秦川机床同时布局RV 减速器和磨齿机产生协同效应..... 34

表1： 行星减速器因减速比较低、精度较差，少用于机器人 .... 6

表2： 除机器人外，谐波减速器在光伏、航天、半导体等领域有广泛应用 .... 8

表3： 人形机器人落地后，精密减速器市场有望扩容 ...... 20

表4： 中观情境下谐波减速器产能缺口有望达数千万台, RV 减速器产能缺口有望达数百万台 ...... 22

表5： 公司齿轮加工设备功能先进，保障加工效率和精度 ...... 28

表6： 公司齿轮加工机床制造积累深厚 ..... 33

表7： 公司磨齿机设备定位中低端，价格更低...... 34

表8： 受益标的为在谐波、RV 减速器领域各具优势的厂商 ....... 34