您现在的位置: 首页 > 网站导航收录 > 百科知识百科知识

生产自动化(自动化生产线)

机器人,工业,亿元生产自动化(自动化生产线)

发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：

2019 年国内非汽车行业自动化生产仍在起步阶段， 仅为汽车行业 2010 年的水平，上升空间巨大。我们认为随着工业机器人技术愈发成熟， 作业更加精细化，工业机器人在食品、饮料等长尾行业中的包装、挑拣、分配等工作的 使用率将逐渐提高。预测 2020-2023 年中国非汽车行业工业机器人密度以 35%增速增长， 分别达到 128 台/万人、173 台/万人、234 台/万人、316 台/万人。

经历疫情影响，自动化生产的优势凸显。同时在食品饮料行业中，减少产品与人的 接触更有利于保障食品安全。我们认为长尾行业将加大自动化生产力度，对于“机器换 人”将会加速进行。有望拉动对中游工业机器人的需求，工业机器人产业链上游也会随 之受益。

3．核心零部件高技术壁垒，伺服系统格局分散

我国工业机器人行业在经历数十年发展后形成完整的行业产业链。上游零部件作为 原材料对于工业机器人极为重要，三大核心零部件控制系统、伺服系统、减速器分别占 总成本的 12%、22%、32%，合计成本占比近 7 成；目前国内大部分零部件较依赖国外 知名厂商。中游为机器人本体，下游是集成系统。目前工业机器人的应用市场包括汽车、 3C、食品、饮料等行业。

3.1 控制系统

控制器相当于工业机器人的大脑，对机器人的能有决定影响。工业机器人的控 制器主要包括两个部分，第一是控制柜，控制柜中包含了多个 PLC 控制模块，用于控制 机器人六轴或 N 轴的运动；第二是示教器，示教器是人机掌控的连接器，可用于编程和 发送控制命令给控制柜以命令机器人运动。工业机器人控制系统的主要任务是控制机器 人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹，操作顺序及动作的时间等，具有编程简单、 软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示和使用方便等特点。

控制器分为硬件和软件，核心技术为软件算法，与本体一样大部分均为品牌自主研 制。控制器硬件方面国内外技术基本无异，软件算法方面国外企业优势凸显。国内外控 制器差距在于软件的算法、反应速度、兼容等方面。由于核心算法的优势，使用外资 企业的控制器的工业机器人在稳定、故障率等指标均优于国内企业。控制器通过伺服 系统操作实现工业机器人的精细动作；尤其四大家族拥有软件的底层算法，令工业机器 人反应速度与准确定位等方面均优于其他企业。

控制器下游应用广泛，前五大行业分别是工作机械（11.73%）、包装（11%）、纺 织（9.59%）、工业机器人（9.11%）、半导体（7.43%），总共占比 48.86%。控制器在 中国的市场规模从 2015 年 20.7 亿元增至 2018 年 42 亿元，年复合增速 26.6%。假设每 台工业机器人配套一套控制器系统需3.5万元，根据中国工业机器人销量预测，2019-2023 年控制系统规模分别为 49.2 亿元、59 亿元、67.9 亿元、74.6 亿元、78.4 亿元。

中国控制器市场主要以四大家族发那科、库卡、ABB、安川电机为主导，分别占比 为 16%、14%、12%、11%，CR4 占据约 53%市场份额；外资品牌控制器的国内市场份 额占比超过 80%。国内控制器企业的软件算法技术与国外存在差异，尚未对市场上知名 品牌或四大家族形成威胁。

3.2 伺服系统

伺服系统又称随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服 系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变 化的自动控制系统。它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控 等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制非常灵活方便。伺服系统作为工业自 动化的重要组成部分，是工业机器人的执行器，利用电动机产生的力矩驱动机器人本体， 使机器人得以做出各种动作。一个普通的伺服系统主要由伺服驱动器、伺服电机、编码 器（反馈装置）三部分构成。

伺服驱动器是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交 流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速 度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动系统定位。伺服电机是指在 伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。它可控制速度， 位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。编码器是将信 号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。

机器人自由度的高低取决于其可移动的关节数目，关节数愈多，自由度越高，位移 精准度也越出色，所需使用的伺服电机数量就相对较多；简单而言，越精密的工业型机 器人，其内的伺服电机数量越多。目前全球伺服系统以日本品牌为主导分为三大类，日 系、欧美系、国产。日系代表有松下、安川、三菱、三洋等；欧系包括西门子、施耐德 等；国产企业有埃斯顿、汇川技术、雷赛智能以及中国台湾的台达等。我国大陆伺服系 统技术比日本、欧美企业起步较晚，在 2000 年后开始自主研发。目前我国伺服系统大 部分进口为主，中国大陆企业国内市场占比仍有待提升。

2019 年日本品牌伺服系统企业松下和安川占据第一、二名。日系品牌销量有下滑趋 势，总占有率相比 2018 年下降 4%至 43%；欧美品牌除施耐德（2.5%）销量下降导致总 占有率下降 1%至 9%，西门子（4.2%）、贝加莱（2.3%）销量均有稍微涨幅；中国大陆企业汇川科技（10.7%）、雷赛智能（2.3%）与台企台达（13.5%）总体占据市场份额 26.5%，较上年有 1.5%涨幅。经历 20 年发展，通过引进与吸收国外先进高新技术，国 内伺服系统企业在高速成长，在中国市场占据份额有望持续增加。

近年来国内伺服系统行业发展迅速，广泛应用于电子制造、机床工具、纺织机械、 包装机械、机器人等行业。伺服系统在电子制造行业应用量最大达 17.7%；机床工具 （16.1%）、纺织机械（10.4%）应用量位列第二、三名；包装机械和机器人行业分别占 10%、8.7%；其他行业占比 22.6%，包括锂电制造设备、3C 制造设备、橡胶机械等行业。 我国伺服系统规模稳速增长，从 2012 年 52 亿元增长至 2018 年 116.53 亿元，年复合增 长 14.39%。

2019 年制造业明显受压，多个行业市场规模出现下降，我们认为 2019 年伺服系统 市场规模降幅小于工业机器人销量降幅，综合考虑，我们认为 2019 年伺服系统规模下 降约 4%至 111.9 亿元；2020-2021 年将以 18%增速，2022-2023 年将以 15%增速，对应 每年伺服系统市场规模分别为 132 亿元、155.8 亿元、179.1 亿元、206 亿元。

3.3 减速器

减速器是工业机器人必不可少的核心零部件之一，决定工业机器人的精度和负载。 控制器发出指示，伺服系统执行，减速器此时便发挥作用。由于工业机器人各轴的转速 和力矩参数未必在伺服系统的工作范围内，因此要搭配减速器使工业机器人各轴参数输 出达到需求值。减速器是连接伺服电机和执行机构之间的中间装置，它负责把伺服电机 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目的，并传递 更大的转矩。减速器构成工业机器人运动的“关节”，每个关节使用的减速器各不相同。 工业机器人对减速器的精度、负载和寿命等要求极高，其技术壁垒是工业机器人核心零 部件中最高的一个，是对工业机器人本体能影响程度最高的核心零部件。

 3/6   首页 上一页 1 2 3 4 5 6 下一页 尾页