2022年并联机器人行业发展报告

发布时间：2023-11-07 04:01:48   来源：安博电竞

  中国并联机器人行业产业链可分为上、中、下游三部分（2-4）。产业链上游环节参与者主要为机器人零部件制造商；产业链中游主体为机器人本体制造商；产业链下游由系统集成及应用领域构成。

  并联机器人产业链上游为机器人零部件制造，参与者为中国与国外零部件制造商。并联机器人生产所需要的零部件包括伺服电机、控制器、减速器、变频器、编码器、工业相机及别的设备。其中核心零部件为伺服电机、控制器和减速器，其性能直接决定了并联机器人的综合性能，具有技术上的含金量高、利润高等特点。伺服电机:伺服电机是并联机器人的“心脏”，起到控制机械元件运转速度和精度的作用。依托长期技术积累，日本、欧美品牌在中国伺服电机市场占据着主导地位，包括松下、三菱电机、安川等代表品牌。中国发展势头较好的伺服电机品牌包括埃斯顿、汇川技术、华中数控等，受产业升级影响，国产伺服电机品牌近年来长期保持着稳定增长态头，技术实力得到逐步提升。控制器:并联机器人主要由控制器来控制传送带的工件。基于视觉系统的并联机器人还带有工业相机，工业相机是用于捕获在传送带上移动的复杂工件，通过图像处理技术获取工件的形状和位置信息后将此类信息传递给控制器。控制器的软件算法主要由中游机器人企业自主开发。减速器:减速器可分为谐波、RV减速器（即摆线针轮减速器）两种类型，起到提高并联机器人负载能力及运动速度等性能指标的作用。谐波减速器可用于负载小的并联机器人，特点是体积小、重量轻、运动精度高、单级传动比大。RV减速器可用于负载大的并联机器人，相比谐波减速器，其疲劳强度、刚度更高，寿命更加长，没有累计误差。据研究院统计，全球精密减速器市场70%的市场占有率由日本HarmonicaDrive和Nabtesco两家企业占据。相比日本，中国在机器人用精密减速器技术层面的积累还需要一段时间沉淀，国产减速器还未实现自给自足，对进口依赖较大。核心零部件成本占到了并联机器人总成本的70%以上。近年来，在国家政策的积极引导与企业自身努力下，机器人核心零部件关键技术不断取得突破，国产化率持续提升，进口的趋势加强。相比进口零部件，国产零部件的价格普遍要便宜40%左右，使用国产零部件可大幅度降低并联机器人生产所带来的成本，从而能吸引更多中小企业采用并联机器人。由于核心零部件的国产化率正在大幅度的提高，市场发展已相对成熟，上游参与企业议价能力正在弱化。

  并联机器人行业产业链中游为机器人本体制造，参与主体为机器人本体制造商，主要是做机器人机构设计和软件系统开发的工作。现阶段，视觉系统应用需求增多，促使更多机器人本体制造商开始自主开发控制器算法。在并联机器人轴数增多的趋势下，运动控制精度要求持续提高，拥有较强控制器算法开发能力的机器人制造商具备更大市场之间的竞争优势。机器人本体制造商的商业模式有两种类型:（1）机器人的应用和集成由机器人本体制造商自己实施，这种商业模式利润高，但需要自行开辟销售经营渠道；（2）机器人本体制造商将本体销售给系统集成商，借助系统集成商的销售经营渠道出货，利润较薄但出货量大，大多数机器人制造商会选择以该商业模式拓展市场。机器人本体制造商在整个产业链中起到承上启下的作用，大型机器人本体制造商通常具备软硬件结合能力，可建立自身销售渠道，不通过下游系统集成商销售产品，议价能力较高。

  并联机器人行业产业链下游为系统集成及应用领域，参与者为系统集成商及各应用领域的企业。系统集成商向中游机器人本体制造商采购不同功能的工业机器人后，再根据行业计算机显示终端需求，进行工业机器人应用二次开发和周边自动化配套设备集成，制定符合生产需求的解决方案。系统集成商是并联机器人实现商业化、规模化的关键，在整个产业链中拥有最强的议价能力。从下游应用领域来看，并联机器人大多数都用在日化、3C电子、食品、制药等轻工行业的装配、搬运、包装、分拣等环节。从消费量上来看，3C电子行业对并联机器人的消费量最大。此外，在劳动力成本逐步上涨趋势下，日化、饮食业对机器人替代人工的需求正逐渐上升。

  根据《机器人与机器人装备词汇》GB/T12643-2013国家标准，并联机器人是工业机器人的细分品类，指手臂含有组成闭环结构杆件的机器人。并联机器人由动平台、静平台和至少两个独立的运动支链构成，具有两个或两个以上自由度。每条运动支链分别由移动副、转动副、滚珠丝杆、连杆、滑鞍、支链体和伺服电机等部件组成。各支链分别通过所属连杆一端布置的移动副与动平台相连，并由在支链体上滑动的球副和转动副与静平台相连。传统串联机器人的开发式结构不同，并联机器人其中一个轴的运动不会改变另一个轴的坐标原点，驱动单元与末端执行器之间用连杆等构件形成多闭环，驱动单元全部布置在一端，能量从驱动单元输入，经过支链传递到末端执行器，最终通过末端执行器如刀具、抓手等做功（2-1）。并联机器人具有运动速度快、刚度大、精度高等优点，在应用上与串联机器人可形成互补，常用于集成机械设备及生产线中的高速分拣及包装环节。

  美国工程师恩格尔伯格研究出世界上第一台工业机器人。随后工业机器人开始在美国、日本推广应用，工业机器人技术逐渐成熟（2-3）。1972年，中国开始研制工业机器人。在工业机器人发展初期，串联机器人由于结构相对比较简单、运动空间大、工作方式灵活等特点，一直占据市场主流。

  随着ABB公司Delta并联机器人专利解禁，大批机器人公司开始研制并联机器人。

  中国并联机器人行业开始做第一轮淘汰，规模较大的并联机器人公司开始成型，小规模企业由于缺乏核心技术被清出市场。

  中国清华大学、北京航空航天大学、东北大学、天津大学、哈尔滨工业大学、大连理工大学、中国科学院沈阳自动化所等高等院校机构陆续开展了机器人技术方面的研究，研究内容有位置正逆解求解、工作空间分析、运动控制器设计等。随着核心零部件的技术难点被逐一攻克，进口零部件逐渐被国产件替代，并联机器人的国产化进程正不断加速。

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