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RV减速器行业将受益下游驱动迎来快速发展新阶段
发布日期:2024-12-03 14:17:17

RV减速器行业将受益下游驱动迎来快速发展新阶段

1、减速器的技术概况

在机械传动领域,减速器是连接动力源与执行机构的中间装置,通过机械传动实现减速增扭,广泛应用于低转速大扭矩传动设备,是影响机器人性能的核心因素。

减速器种类多、型号各异,按控制精度分一般传动减速器和精密减速器,前者精度低,满足通用机械动力传动需求;后者精度高,适用于工业机器人等高端制造领域。

精密减速器包括RV减速器和谐波减速器,是高端装备制造业核心零部件,占工业机器人成本约35%,应用于高端制造领域,技术壁垒高。谐波减速器用于轻量化、低负载环境,RV减速器用于中大负载等环境,技术要求、生产工艺和装配难度更大,国产化率低,全球以日本纳博特斯克领先。二者因技术特点差异在下游应用各有侧重、相辅相成,以工业机器人领域为例对比如下:

RV减速器和谐波减速器技术特点差异

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资料来源:普华有策

2、RV减速器的工作原理及特性

根据GB/T34897-2017《滚动轴承工业机器人RV减速器用精密轴承》的定义,RV减速器是由一个行星减速机的前级和一个摆线针轮减速机的后级组成,传动比大,在一定条件下具有自锁功能的传动机械。

RV减速器是在传统针摆行星传动的基础上发展出来的,其减速结构由行星减速机的前级和摆线针轮减速机的后级组成,采用至少两根以上偏心轴连接二级减速机构;壳体和摆线针轮由实体的铸件、钢件进行配合传动,为一封闭差动轮系。RV减速器不仅克服了一般摆线针轮传动的缺点,还具有高精度(齿隙1角分以下)、高刚性、高耐久性、高输出密度(高力矩且紧凑)、减速比范围大和低振动等一系列优点。

RV减速器的运动传递过程为:伺服电机的旋转通过输入齿轮传递给行星齿轮,根据输入齿轮与行星齿轮的齿数比,速度相应降低(第1级减速)。曲轴与行星齿轮直接连接,转速相同。两个摆线齿轮安装在曲轴偏心区域与滚针轴承之间,当曲轴旋转时,安装在偏心部分上的摆线齿轮也围绕输入轴作偏心运动。另一方面,在针齿壳内部等间距分布着比摆线齿轮的齿数多一个的滚针,当曲轴旋转一圈时,摆线齿轮在接触滚针的同时进行一次偏心运动,此时,输出行星架沿着与曲轴的旋转方向相反的方向旋转一个齿的距离。这个转动被输出到第2减速部的轴(第2级减速)。总减速比是第1级减速的减速比和第2级减速的减速比的乘积。

3、行业技术水平及特点

RV减速器行业属技术、资金、人才密集型行业,特点是技术难度大、投资及行业壁垒高,各环节需大量资金与人才投入,制造对多方面要求严格。

工业机器人RV减速器关键技术指标众多,其设计、研发、制造需反复测试修正,要5-6年经验技术积累。精度要求使其生产技术含量高,技术难点有二级减速设计易放大误差、过定位结构致零件加工精度要求高且难度大,量产时保障产品性能质量的稳定性等也更难。

近年在政策支持与协同联动环境下,我国机器人研发以破核心技术为首要目标,部分企业凭自主创新与引进攻克技术难题,技术实力与竞争力提升,指标性能达国际先进水平,像环动科技等RV减速器制造商正引领国产化进程,填补供需缺口。

4、行业发展趋势

(1)进口替代提速,国产厂商迎来快速发展机遇

主流国际品牌主导全球RV减速器市场,售价及售后费用高,制约国内机器人生产商发展。随着相关产业鼓励政策实施,智能关键基础零部件制造业成国家科技突破重点产业。国内部分企业凭技术突破、工艺改进,性能和稳定性达国际领先水平,靠性价比与本地化服务优势,国内市场占有率提升,进口替代加速。未来,我国在多方面不断发展、积累技术经验后,自主品牌产品有望获更多下游客户认可。

(2)行业标准制定步伐加快,产品技术水平提升显著

行业标准对行业有规范、促进、引领作用,规范标准化工作等可改善行业秩序、提升效益。但减速器规格多,行业标准修订滞后且未全覆盖产品,高精密RV减速器标准未与国际接轨,跟不上行业发展速度。未来,随着智能化改造加快,行业标准制定速度将与行业各方面发展速度匹配,且会从全产业链角度综合推进,引导生产商提升技术水平,推动RV减速器相关性能进一步提高。

(3)下游应用领域广泛,行业趋势长期向好

RV减速器下游应用广泛,除了机器人领域外,工业自动化等领域也是RV减速器的重要应用领域。随着技术进步及工业自动化水平的逐步提高,RV减速器有望凭借其优异的性能应用在更多领域,下游需求进一步多元化。同时,随着国民经济持续增长与国家产业政策支持的带动,国内固定资产投资逐年升高,下游多个领域在经济增长和产业投资推动下发展前景可期,未来RV减速器的市场需求和行业规模长期趋势向好。

5、行业发展面临的机遇与风险

(1)行业面临的机遇

1)产业政策的大力扶持和引导

RV减速器行业属国家产业政策鼓励的先进制造领域,相关部门出台了《制造业可靠性提升实施意见》等诸多发展规划,利好行业发展。作为高精密减速器与工业机器人核心部件,它也受持续政策支持,像《“十四五”机器人产业发展规划》等对其制造技术、性能等方面提出要求,《产业结构调整指导目录(2024年本)》将相关减速器列入鼓励类目录。国家一系列鼓励政策为本行业奠定良好政策基础,提供了广阔发展空间与机遇。

2)下游行业持续发展

RV减速器多用于精密控制需求高的机器人、工业自动化等高端制造领域。我国已是全球最大工业机器人需求市场,占比约50%,为产业发展提供强大动力,且国家将持续推动制造业智能化转型等,带动工业机器人及其核心零部件快速发展。此外,下游应用领域扩大、市场规模增长利于RV减速器行业拓展市场空间,其中长期趋势向好,面临巨大机遇。

3)关键零部件国产化需求

RV减速器是高端装备关键零部件,对制造业转型升级意义重大。工业机器人对其需求渐增,此前国内核心零部件紧缺,RV减速器依赖进口,制约下游厂商产能扩张。下游行业发展需加快其国产化,缓解产能限制,助力智能制造产业。当前已有部分国内企业实现技术突破,这对下游企业而言,既能降低成本,又可释放产能。

(2)行业面临的风险

1)国内企业技术和工艺水平仍不足

国际厂商先发优势显著,曾长期主导市场,国产RV减速器技术水平落后,目前销量排名第一的仍是日本纳博特斯克,工业机器人关键零部件对外依赖度较高。不过近年来,国内优秀制造商凭提升的研发能力取得关键技术突破,打破国际品牌垄断。但国产产品在精度寿命、稳定性等方面与进口产品有差距,且存在种类单一、型号少等问题,后续需加大投入开发升级产品。总体而言,行业发展需国产品牌提升研发设计与制造工艺水平,提高产品性能档次、丰富产品种类,凭性能、可靠性等优势开拓市场、获取信赖。

2)规模化生产能力有限

国内企业相较于国际RV减速器制造巨头,普遍规模小、资金实力弱,制约长期发展。尽管近年在政策引导支持下,出现一批具备批量生产能力的企业,但与国际头部厂商差距明显,大多仍受现有产能受限困扰。下游行业增长的市场需求虽为企业快速扩张提供基础,却也对其规模化生产能力和资金实力提出更高要求,国内厂商正面临严峻的规模化生产能力考验。

5、RV减速器行业产业链分析

RV减速器行业位于产业链中游,其产业链上游为轴承等配件、毛坯件、钢材、刀量具等原材料及生产设备供应商,下游主要应用于机器人、工业自动化等高端制造领域。

RV减速器行业产业链

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资料来源:普华有策

RV减速器主要原材料涉及轴承等,其轴承、毛坯件、钢材上游多为钢铁行业,供应充足且竞争充分能满足需求。虽近年钢材价格受钢铁供给侧改革总体平稳,但会因国际大宗商品价格变动有波动,影响成本与利润水平,不过长期我国钢材供应足,不会对行业有长期不利影响。RV减速器是高精密装备关键零部件,应用于高端制造领域,其质量等影响主机性能,行业规模与趋势受下游需求带动。近年随着系列产业鼓励政策出台,高端装备制造业成重点突破领域,加之产业结构转型升级加快,工业自动化、智能化趋势发展,RV减速器行业将受益下游驱动迎来快速发展新阶段。

6、行业竞争格局

工业4.0的大背景下,以日本为代表的发达国家重视推动机器人产业的发展,已经实现了RV减速器等核心零部件完全自主化,并凭借技术先发优势,取得了较大的市场份额。RV减速器行业具有技术难度大、投资门槛高、行业壁垒高的特点,在研发设计、质量管控、产品检测等环节需要大量的资金和人才投入,其制造过程对材料、生产设备、工艺精密度等都有严格的要求,规模化生产的难度较大,全球能够提供规模化供应且性能可靠的RV减速器生产商并不多。日本企业凭借悠久的历史、雄厚的资本实力和长期的技术积累,占据全球工业机器人减速器市场绝对多数份额,代表性企业为纳博特斯克/Nabtesco,其依靠领先的研发技术水平、规模化的生产能力、稳定的产品质量和性能以及与发那科、库卡等国际知名工业机器人生产商悠久的合作历史,在行业内的市场地位较为突出。

由于我国RV减速器行业整体起步较晚,行业内企业的整体技术水平与国际优势企业相比尚存在一定的差距。在国内RV减速器市场,随着国内厂商不断攻克技术难题,技术实力和竞争力持续提升,产品性能与国外领先水平的差距不断缩小。中国工业机器人关键零部件核心竞争力持续提升,核心零部件国产化趋势逐渐显现,以减速器为例,绿的谐波(以谐波减速器为主)、环动科技(以RV减速器为主)等一批优秀企业,凭借持续的研发投入,较高的精密制造能力、严格的质量管控以及不断完善的产品体系,成为引领国内减速器市场发展的先行军。

2025-2031年RV减速器行业细分市场分析投资前景专项报告涵盖行业全球及中国发展概况、供需数据、市场规模,产业政策/规划、相关技术、竞争格局、上游原料情况、下游主要应用市场需求规模及前景、区域结构、市场集中度、重点企业/玩家,企业占有率、行业特征、驱动因素、市场前景预测,投资策略、主要壁垒构成、相关风险等内容。同时北京普华有策信息咨询有限公司还提供市场专项调研项目、产业研究报告、产业链咨询、项目可行性研究报告、专精特新小巨人认证、市场占有率报告、十五五规划、项目后评价报告、BP商业计划书、产业图谱、产业规划、蓝白皮书、国家级制造业单项冠军企业认证、IPO募投可研、IPO工作底稿咨询等服务。(PHPOLICY:GYF)