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国产占比不到 30%,工业多关节机器人和 scara 机器人的“立春”来了?

【环球自动化网】

机器人本体生产企业主要是三大核心部件、工业机器人执行机构(基座、腰部、臂部、腕部、手部(末端执行器))和感知系统(视觉、力觉)的设计组装生产。工业机器人通过编程或示教方式实现自动化,同时具备拟人形态及功能,代替人做些单调、繁重或重复的长时间作业,或是危险、恶劣环境下的作业,例如在焊接、冲压、压力铸造、涂装、机械加工等工序上,以及完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。


自动化需求带来机器人行业高速成长,对应2020 年千亿市场

近 5 年国内机器人市场一直保持高速增长,未来行业仍将保持 20%以上的增速。

据 IFR统计,我国连续数年成为全球第一大工业机器人应用市场,2016 年中国工业机器人全年累计销售 8.7 万台,同比增长 26.6%(2016 年全球市场机器人销量 29.4 万台)。

在应用行业上,据相关数据显示,近几年汽车产业使用的机器人数量占比依然最高达 33%, 在 3C 制造业用量占比第二达 28%,但增长最快(同比增长 86%)。

我们认为当前我国生产制造智能化改造升级的需求日益凸显,同时伴随着下游 3C 制造业、以汽车零部件及配件制造、汽车整车制造为代表的汽车制造业等工业领域回暖,工业机器人需求量不断增加,企业产量持续扩张。

2020年之后在政策、成本、技术等推动下,未来机器换人的热潮依旧会趋于缓增的状态,焊接、打磨、喷涂等枯燥、工作环境十分恶劣等工业领域将持续保持较高的增长需求。

根据 IFR每年的统计报告显示至 2020 年将达到 21 万台,2020 年市场规模将可达到 378 亿元,对应整个产业链在千亿规模。


机器人按程序输入方式可以分为编程输入型和示教输入性。编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件,通过 RS232 串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。而示教输入型的有两:一种是由操作者用手动控制器,将指令信号传给驱动系统,使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍;另一种是由操作者直接带领执行机构,按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时,工作程序的信息即自动存入程序存储器中。在机器人自动工作时,控制系统从程序存储器中检出相应信息,将指令信号传给驱动,使执行再现示教的各种动作。


机器人本体按照行业应用分类
行业 具体应用
汽车及其零部件 弧焊、点焊、搬运、装配、冲压、喷涂
电子、电气 搬运、洁净装配、自动传输、打磨、真空封装、检测、拾取
冶金、钢铁 搬运、包装、码垛、称重、切割、检测、上下料
家电、家具 装配、搬运、打磨、抛光、喷漆、玻璃制品切割、雕刻
塑料、轮胎 上下料、去毛边
机械基础件 工件搬运、装配、检测、焊接、铸造去毛刺、研磨、包装、码垛、自动传送
食品、饮料 包装、搬运、真空包装


常用的机器人本体包括直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、多关节型。在工业机器人领域,关节型机器人有很高的自由度、适合几乎任何轨迹或角度的工作,可自由编程,在所有类型中功能最为强大,应用最为广泛,是各机器人企业研发重点;而 SCARA 机器人在 X、Y 方向上具有顺从性,在 Z 轴方向上具有良好的刚度,此特性特别适合于装配工作,大量用于装配印刷电路板和电子零部件等领域。


按照坐标形式分类的机器人 特点 应用行业
多关节机器人 有很高的自由度,适合于几乎任何轨迹
或角度的工作;但初期投资成本高
汽车零部件,化工,模具,
陶瓷,航空用品,车身装
配,医疗器械等
SCARA机器人 有较大动作范围,坐标计算简单,结构
轻便;但负载较小
装配印刷电路版及电子零
部件,塑料工业,汽车工
业,食品医药工业
球坐标机器人 工作范围大,密封性好 医疗行业、汽车内部装配
直角坐标机器人 结构简单,精度高,坐标计算和控制简
单;但占地面积较大,运动速度慢,且
密封性不好
制造业,物流设备,搬运,
上下料,码垛


近年来年国内关节和 Scara 机器人销量增速较快,但国产比例不到 30%,仍有较大提升空间。



从机械结构看,2016 年多关节机器人在中国市场中的销量位居各类型机器人首位,全年销售 5 万余台,同比增长 35.4%,其中国产多关节机器人销量首次突破 1 万台,国产多关节机器人在同类型机器人市场中的比重由 2014 年的 9.9%、2015 年的 15.1%,升至 2016年的 21.5%。坐标机器人销售总量超过 1.8 万台,销量同比增长 11.3%,增速较上年明显回落;其中国产机器人占比近七成。

SCARA 机器人和工厂用 AGV 的销量增速均超过 24%,比上年有所加快;并联机器人销量同比仅增 8%,比上年大幅回落。


较值得关注的是国产 SCARA机器人的市场发展,根据统计数据,2016 年 SCARA 国产品牌占比为 12.45%,2017 年预计为 23.49%,增长近一倍。受 3C 市场快速发展的影响,国产机器人在性价比及地域上的优势促进了机器人国产化的发展。


技术壁垒高,高端行业领域几乎仍旧被外资机器人垄断

技术要求较高的多关节机器人及 SCARA 机器人也被外资品牌大面积占领市场。六轴机器人基本被四大家族垄断,国产占比为 21.5%;据数据显示,爱普生机器人、雅马哈和三菱是目前中国 SCARA 市场的主导者,三家市场份额超 60%,还包括ABB机器人、电装机器人、史陶比尔机器人等,而国产 SCARA 机器人占比仅为 12.45%,包括国产端机器人品牌天机机器人、广州启帆机器人等。我们认为国内外本体企业的差距主要在于零部件等关键技术 、技术工艺、品牌等方面。


第一:缺乏零部件技术,承担更高的采购成本。由于缺乏核心零部件等关键技术的积累,国内机器人存在着产业技术、零部件空心化,应用低端化、市场边缘化的风险。

国内机器人企业不仅要面临着机器人四大家族的竞争压力,还要承担更高的零部件成本。以165kg 焊接机器人为例,国内企业零部件采购成本与国外企业差异显著,尤其是减速器的国内外成本比高达 4.4,控制器、伺服电机、伺服驱动器的国内外成本比分别为 2.6、1.68、1.95。国内核心零部件企业不能提供与国外同等水平的产品,削弱了本体制造商对国外供应商的议价能力。同时,国内企业尚未形成批量化生产,更是进一步加重了国内制造商的成本。


第二:技术、工艺上的差距导致国产机器人需求端不足,批量小,很难实现流水化

标准化的生产模式,在标准化生产流程和工艺不十分健全的情况下,质量较差,可靠性也
较低,未来本体制造商尚有较多需要弥补的地方。

产品技术以及工艺稳定性的不足,也迫使国产机器人售价低于国外品牌 30%,大部分机器人企业依靠政府补贴生存。外资品牌六轴机器人本体均价在 15 万-20 万,大型六轴可达 33 万,国产品牌六轴机器人均价为 10 万元以内。

SCARA 机器人龙头企业爱普生售价在10 万元左右,国产均价大概为 6 万元。随着国产机器人的销量逐渐增加,市场竞争也会越来越激烈,国产和外资品牌的机器人的价格都将继续下降,国产和外资的价格差距正逐渐缩小,未来国内企业只有突破核心零部件技术不断降低成本才能在国内市场上占据主动。

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