他是机器人确定性几何级增长的行业!

04-08 11:08

丝杠是一种将电机端旋转运动转化为线性运动的机械部件,广泛应用于具有线性运动功能的机械设备中。电机通过连轴器推动丝杠轴旋转,螺旋轴上的螺母在螺旋螺纹的推动下实现线性往复运动,同时将电机的旋转扭矩转化为设备运动所需线性角度的推动力。



首先,丝杠的类型


丝杠按摩擦特性和加工方法分为多种类型。按摩擦特性可分为 3 种类:即滚动(梯形)丝杠、滚动丝杠和负压丝杠,滚动丝杠又分为滚珠丝杠和滚柱丝杠。



工业母机多采用滚珠丝杠,承载较强冲击力的滚柱丝杠有望在人形机器人领域得到广泛应用。滚珠丝杆广泛应用于机床、机器人、工厂自动化设备、半导体设备、工业机械、医疗器械等精密定位机构的部件。人形机器人的使用场景需要高承载力和抗冲击性。行星滚柱丝杠具有更大的接触面、更大的直线速度、更小的振动和噪音,适用于人形机器人的应用场景。



在哪里使用丝杠?


机器人关节执行器结构多样化。目前,机器人的品牌和形式很多,关节执行器的选择也很多样化。一般分为线性执行器和旋转执行器两种,其中只有线性执行器需要使用丝杠。


Tesla 共有人形机器人 14 一个线性执行器。根据 2022 年特斯拉 AI 日本,新版本 Tesla Bot 依然拥有 40 机电执行器-手臂 8 个、躯体 8 个、手部 12 个、腿部 12 个;其中,选择线性执行器的有 14 个,分别是手腕和脚踝的俯仰。(pitch)、偏航(yaw)角、髋骨、肘部、腿部的俯仰(pitch)角,主要是受力要求较高的部位。



Optimus Gen-3 聪明的手预计会有 22 个自由度。2024 年 10 月 11 日,特斯拉在那里 We Robot 第三代灵巧手模型在会后展示。据视频显示,这款灵巧手共有。 22 个人自由,其中灵巧手的食指、中指、无名指各有各的 4 各自的自由,拇指和小指各有各的特点。 5 个自由度。



Optimus Gen-3 智能手动系统的预测主要包括线性执行器模块和腱绳模块。.智能手是机器人最重要的终端执行器,微型丝杠可以期待增长。



第三,丝杠有多大的市场空间?


人形机器人有望给行星滚柱丝杠的市场潜力带来几何级的增长,在人形机器人大规模应用之前,行星滚柱丝杠市场规模较小,下游应用较窄。由于精度高,行星滚柱丝杠, 目前主要应用于望眼镜、医疗器械、航天工程等领域,具有承载力高、效率高的特点。由于制造工艺难度大,生产设备、市场需求有限,市场规模远低于滚珠丝杆;依据 Persistence Market Research 统计数据,2022 年度滚柱丝杠全球市场规模接近 2.85 亿美金,2023 年约 3 十亿美元,行业大约呈现 大约5-10%的年化增长。



约占人形机器人价值的丝杠 19%。三大执行器(线性执行器、旋转执行器、灵巧手)占人形机器人主要部件的价值。 73%主要由丝杠、无框扭矩电机、减速器、力传感器、空心杯电机和轴承组成。丝杠是核心部件之一,约占人形机器人的价值。 19%。



丝杠已经形成了一个相对完整的产业链。随着行业潜在规模的不断扩大,许多企业加入了丝杠行业。此外,丝杠已经形成了以上游加工设备、刀具、材料、中游丝杠产品和下游产业应用为代表的产业链。



第四,重点企业丝杠


1、贝斯特


无锡贝斯特精密机械有限公司成立于1997年,自成立以来,一直从事摩托车发动机制造领域的工装夹具。2001年,公司紧紧抓住中国汽车工业发展机遇,开始供应涡轮壳、扩压板等汽车零部件;2002年,我们开始制造机舱零部件等精密零部件。2019年,公司通过合资方式控股易通轻量化,开始布局新能源汽车领域。2022年,公司成立了全资子公司宇华精机,开始全面布局直线滚动功能部件。产品包括滚珠丝杠副、滚珠丝杠副、滚动导轨副等。,并切入“工业母机”新赛道。



涡轮增压器零部件是公司的基石行业。公司涡轮增压器产品客户稳定。涡轮增压器产品主要包括中壳、叶轮和压气壳。其价值可达涡轮增压器成本的30%以上,客户结构稳定,包括博格华纳、盖瑞特、IHI、三菱重工等。在新能源领域,公司自2019年起通过并购 投资快速切入新能源汽车轨道,客户包括部分涡轮增压器客户、特斯拉、博世中国等新客户,产品包括轻量化零部件和氢燃料汽车空气压缩机核心零部件。



2022年1月,公司成立全资子公司宇华精机,依托在工装夹具、智能设备、工业自动化集成领域积累的技术优势,全面进入直线运动部件市场。产品涵盖高精度滚珠/滚柱丝杠副、高精度滚动导轨副、灵巧手丝杠等。,并导入工业母机、人形机器人、汽车传动等新赛道。


公司生产的滚珠丝杠副最高精度可达C0级,直线滑轨副最高精度可达UP级;滚珠丝杠副、直线滑轨等产品已成功应用于国内一些知名机床供应商的机床;自主研发的行星滚柱丝杠已于 2023 一年顺利出样。



2、秦川机床


成立于秦川机床工具集团有限公司 1995 2000年,公司专注于机床工具的整机业务,是中国机床工具行业品类最多、精度复杂度最高、产业链最完整的企业之一。在齿轮加工机床、加工中心、车削中心、螺纹磨床、复杂刀具等领域处于中国第一梯队。


在满足高端需求的前提下, 2023 年 4 月份,国内磨齿机市场份额第一,国内螺纹磨床市场份额第一。车铣加工中心具有向中高端扩张的能力,已在半导体靶材加工领域得到广泛应用。


加快五轴机床布局,帮助国内替代高端机床。秦川五轴加工中心主要有: 在中大规格领域,高档五轴车铣复合加工中心、高档立卧五轴加工中心具有较强的市场竞争力。2021 2008年,公司完成了 GVM2032 MC40U高速五轴龙门加工中心 QVTM120五轴立式车铣复合加工中心,SAJO120000,高速立式五轴加工中心, 五轴卧式加工中心等 七个主机产品和 QG012 QG013摇篮式数控回转工作台 开发了卧式加工中心通用摆动头、卧式加工中心主轴等关键部件。



2022 2008年,公司通过非公开增发募集资金不超过 12.3 秦川集团高端工业母机创新基地项目(一期)亿元、R&D和工业化建设新能源汽车领域的滚动功能部件。其中,与丝杠相关的项目在汉江机床进行,总投资 2 建造滚珠丝杆、滚珠(柱)滑轨副等1亿元。



公司在 2024 2008年,子公司汉江机床拥有此类产品的研发、制造基础,现已逐步开始小批量生产,并进行了应用验证。汉江机床子公司可生产 2 级、3 滚珠丝杆、直线滑轨等级精度,目前已实现量产和对外销售。 汉江机床丝杠产品由 P1 级提高到 P0 等级,精度水平达到国际先进水平;滑轨产品的精度由 2 级提高到 1 等级,精确度达到国内先进水平。该系列滑轨具有较高的精度保持性,完全可以满足中高档数控机床的需求,完成了新能源汽车领域滚动功能部件和精密丝杆副的产业化推广应用,有利于未来产品市场的发展。


3、浙海德曼


公司是高端精密数控车床专家。浙海德曼深耕数控机床 30 2000年,我们致力于构建高端产品体系。目前,公司已实现主轴、刀塔、尾座三大核心部件的自主制造,并获得相关技术专利,自主研发海德曼数控机床,推动国内替代新趋势。



T65是公司开发的、T55系列高精度数控车床可满足人形机器人零部件(如减速器齿轮、行星丝杠螺母等)的微米级加工要求。)在主轴顶部的跳动精度达到0.5微米以内,从而实现“以车代磨”的过程,取代传统磨床。已批量供应绿色谐波、中大力德、双环传动、五洲春节等减速机和螺杆头供应商,并进入特斯拉Tier 1厂家验证阶段。



注意:
本文提到的公司都是长期逻辑!


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