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  • 东吴证券-电力设备与新能源行业人形机器人深度之四:滚柱丝杠,让运动更丝滑,国产替代蓄势待发-240226

    日期:2024-02-26 18:35:07 研报出处:东吴证券
    研报栏目:行业分析 曾朵红,阮巧燕  (PDF) 41 页 1,952 KB 分享者:youy******123
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    研究报告内容
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      ◆从性能及壁垒排序,滚柱丝杠>滚珠丝杠>梯形丝杠,滚柱及梯形将受益于人形机器人爆发。http://www.hibor.com.cn【慧博投研资讯】丝杠是一种常见的机械传动运动,用于将旋转运动转为直线运动,可分为梯形、滚珠、滚柱丝杠等。http://www.hibor.com.cn(慧博投研资讯)其中梯形丝杠是一种滑动运动,适用于慢速、精度要求不高等领域,主要为切销工艺,已经成熟广泛推广,价格低,特斯拉人形机器人中将使用4根左右/台;滚珠丝杠和滚柱丝杠其运动原理类似,均是滚动运动,且加工设备基本相同,工艺具备同源性,但滚柱丝杠综合性能更优,包括承载力大、寿命长、体积小、速度快等,其加工工艺难,市场需求远不及滚珠(不足10亿vs超100亿),成本远高于滚珠丝杠。特斯拉人形机器人中将使用8根反转式行星滚柱丝杠,随着规模化,降本空间广。

      ◆设备与工艺为滚柱丝杠核心壁垒,良率和效率是滚柱丝杠需突破的重点。行星滚柱丝杠核心三大部件丝杆、滚柱、螺母行星,加工工艺分为冷轧和研磨,核心在于螺纹加工,特别是人形机器人使用反转式滚柱丝杠,螺纹长且是内螺纹,需用研磨工艺,且难度大。冷轧工艺工序简单、但精度低(一般C7级以上);研磨工艺工序长、但精度高,工序包括预热处理、粗加工(车、铣、粗磨)、半精磨、精磨,前后工序共10-20道,耗时10h以上,其中热处理和精磨是核心环节,特别是精磨对滚珠丝杠的精度起到绝对性影响,对设备依赖度高,且对工艺要求高,需要knowhow积累。目前高精度螺纹磨床依赖进口,订货周期长达1-2年,厂商包括日本三井、美国Drake、德国SMS等。

      ◆滚柱丝杠将撬动人形机器人千亿市场,国产化蓄势待发,更看好拥有进口精磨设备厂商。目前滚柱丝杠市场空间不足10亿元,预计2030年人形机器人销量110万台,滚柱丝杠价格跌至3k元,对应空间超300亿,随着良率效率提升,未来成本将至1k以内。格局看,德国舍弗勒依托子公司瑞士GSA、并先后收购瑞士ROLLVIS、Ewellix公司,几乎垄断滚柱丝杠市场,其余厂商均未形成大规模。参考滚珠丝杠发展历程,随着需求爆发,技术外溢至东亚,形成较分散的格局(CR5份额为46%)。目前国内厂商加大滚柱丝杠研发与布局,主要有三类厂商,一是滚珠丝杠厂商延伸,二是购买精磨设备的新厂商(贝斯特、恒立液压),三是代工组装方式(三花链的北特、五洲、斯菱等)。设备端看,我们预计2030年丝杠设备新增市场空间100-150亿,远期600亿,国内磨床公司精度提升后,或受益于国产化替代,此外以车代磨提升效率,车床设备也有望受益于工艺改进。

      ◆投资建议:1)滚柱丝杠制造商:首推执行器集成商三花智控、拓普集团,其次推荐三花链潜在丝杠供应商,建议关注贝斯特、北特科技,二者弹性较大,同时建议关注五洲新春、斯菱股份。2)设备:设备先行,但国产化设备精度提升仍需时间,两条主线,一是高精度螺纹磨床国产替代,关注受益标的华晨装备、日发精机,二是以车代磨,用车床替代粗磨环节,提高生产效率,关注受益标的浙海德曼。

      ◆风险提示:人形机器人进展不及预期;滚柱丝杠国产化不及预期;未来竞争加剧,价格不及预期。

      

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