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1、 敬請參閱最后一頁特別聲明-1-證券研究報告 2024 年 3 月 24 日 行業行業研究研究 工業母機工業母機:國之重器,國之重器,高端裝備制造的基石高端裝備制造的基石 工業母機系列報告(一)機械機械行業行業 工業母機市場工業母機市場 國產化與數控化:目前我國低端數控機床基本達到自給自足,中端數控機床基本實現國產替代,但高端數控機床國產化率仍處于較低水平;2022 年金屬切削機床數控化率為 46.3%,金屬成形機床數控化率為 11.3%,與美、德、日等發達國家 70-80%的水平仍有較大差距。全球工業母機市場:根據德國 VDW 數據,2022 年全球機床產值 803 億歐元,同比+12%。2
2、022 年,中國(不包含中國臺灣地區)機床產值全球占比 32%,機床消費全球占比 34%,機床出口全球份額 14%,機床進口全球份額 16%。國內工業母機市場:2023 年我國金屬加工機床生產額為 1935 億元,同比增長1.1%。消費額為 1816 億元,同比下降 6.2%。根據 VDW 數據,我國機床消費中進口依賴度從 2018 年的 33%下降至 2022 年的 24%。隨著 10 年更換周期的到來,預計我國機床行業將迎來大規模替換需求。工業母機產業鏈工業母機產業鏈 1)數控系統:關鍵技術包括譯碼及刀具補償、插補方法、速度前瞻、坐標變換及誤差補償。2022 年全國數控系統市場規模約在 1
3、35.2 億元,市占率前三分別為發那科、三菱、西門子(市占率 37%/17%/12%)。國產品牌主要面向中端市場和低端市場,代表廠商華中數控、廣州數控;2)主軸:主軸部件是主運動的執行件,它夾持刀具或工件,并帶動其旋轉。電主軸在速度、精度、噪聲和更換方便性方面,皆優于其他傳動形式,是高端數控銑床、加工中心和復合加工機床的首選方案;3)進給驅動:負責在數控系統的指揮下,將機床的執行部件(如工作臺、滑座、立柱等)移動到預定位置。直線進給主要用到滾珠絲桿、直線電機;圓周進給主要用到蝸輪蝸桿轉臺、凸輪滾子轉臺、諧波轉臺、直驅轉臺;4)測量系統:作用是檢測位移和速度,發送反饋信號,構成閉環控制,主要包括
4、編碼器和光柵尺。國內市場由海德漢、雷尼紹等品牌占領,禹衡光學(奧普光電子公司)發力高端市場。投資建議:投資建議:整機層面:整機層面:看好技術領先的頭部機床企業,建議關注科德數控(五軸聯動數控機床)、海天精工(數控龍門加工中心)、紐威數控(立加、臥加產品線豐富)、宇環數控(數控研磨拋光);零部件層面:零部件層面:1)數控系統作為工業母機之“腦”,技術壁壘高,產業鏈地位關鍵,建議關注華中數控;2)主軸與進給系統作為工業母機之“四肢”,是數控機床高精準度的保證,代表了高水平的機加工工藝和先進制造能力,建議關注貝斯特(絲杠)、昊志機電(主軸)、綠的諧波(轉臺);3)測量系統作為工業母機之“眼”,是數控
5、機床實現閉環控制的重要組成,目前國產化率仍處于較低水平,建議關注奧普光電。風險分析:風險分析:(1)政策支持力度不及預期;(2)競爭加劇風險;(3)核心技術進步不及預期。買入(維持)買入(維持)作者作者 分析師:黃帥斌分析師:黃帥斌 執業證書編號:S0930520080005 0755-23915357 分析師:陳佳寧分析師:陳佳寧 執業證書編號:S0930512120001 021-52523851 聯系人聯系人:李佳琦李佳琦 021-52523853 聯系人:夏天宇聯系人:夏天宇 行業與滬深行業與滬深 300300 指數對比圖指數對比圖 -25%-16%-8%1%10%03/2306/23
6、08/2311/23機械行業滬深300 資料來源:Wind 要點要點 敬請參閱最后一頁特別聲明-2-證券研究報告 機械行業機械行業 目錄目錄 1、工業母機:高端裝備制造的基石工業母機:高端裝備制造的基石 .6 6 2、工業母機市場:聚焦頭部國家工業母機市場:聚焦頭部國家 .8 8 2.1、全球市場:中國穩居全球生產、消費第一.8 2.2、國內市場:進口依賴度下降,出口快速提升.11 3、工業母機產業鏈:國產替代任務艱巨工業母機產業鏈:國產替代任務艱巨 .1414 3.1、數控系統:工業母機之“腦”.14 3.1.1、數控系統關鍵技術.17 3.1.2、數控市場格局.18 3.2、主軸:工業母機
7、之“左手”.20 3.2.1、從機械主軸到電主軸.20 3.2.2、主軸軸承.21 3.3、進給驅動工業母機之“右手”.22 3.3.1、直線進給.24 3.3.2、圓周進給.28 3.4、測量系統:工業母機之“眼”.31 3.4.1、編碼器.31 3.4.2、光柵尺.33 4、投資建議投資建議 .3737 4.1、科德數控.38 4.2、海天精工.38 4.3、紐威數控.39 4.4、宇環數控.40 4.5、華中數控.41 4.6、奧普光電.42 5、風險分析風險分析 .4242 IWkZyXcZkWfU6YlZ8VnUaQbPaQtRoOtRtPfQqQsRjMmOrP7NnMpONZnN
8、oMMYpOvM 敬請參閱最后一頁特別聲明-3-證券研究報告 機械行業機械行業 圖目錄圖目錄 圖 1:數控機床分類.6 圖 2:數控機床上下游.6 圖 3:中國機床國產化率.7 圖 4:中國金屬切削機床數控化率.7 圖 5:國內機床行業競爭結構.7 圖 6:全球機床產值.8 圖 7:2022 年全球機床生產情況.8 圖 8:全球機床產值國家和地區前十.8 圖 9:2022 年全球機床消費情況.9 圖 10:全球機床消費國家和地區前十.9 圖 11:2022 年全球機床出口情況.9 圖 12:全球機床出口國家和地區前十.9 圖 13:2022 年全球機床進口情況.10 圖 14:全球機床進口國家
9、和地區前十.10 圖 15:主要國家和地區機床供需平衡.10 圖 16:主要國家和地區機床生產中出口占比.11 圖 17:主要國家和地區機床消費中進口占比.11 圖 18:中國機床產業發展歷程.11 圖 19:我國金屬加工機床生產與消費額.12 圖 20:我國機床消費中進口依賴度.12 圖 21:我國金屬加工機床產量.12 圖 22:日本對華機床訂單.12 圖 23:中國制造業固定資產投資完成額累計同比.13 圖 24:中國金屬切削機床產量與日本對華機床訂單.13 圖 25:金屬切削機床進出口.13 圖 26:金屬成形機床進出口.13 圖 27:2023 年中國進口機床分布.13 圖 28:2
10、023 年中國出口機床分布.13 圖 29:表面成形運動簡圖.14 圖 30:數控機床的加工過程.14 圖 31:數控系統的原理.15 圖 32:全球與中國數控系統發展歷程.17 圖 33:刀具路徑的分解.17 圖 34:中國數控系統廠商市場競爭格局.19 圖 35:2022 年中國數控系統競爭格局(銷售額).19 圖 36:全國數控系統市場規模.19 圖 37:數控機床主軸的傳動類型.20 圖 38:電主軸剖面圖.20 圖 39:智能電主軸.21 敬請參閱最后一頁特別聲明-4-證券研究報告 機械行業機械行業 圖 40:滾動軸承與滑動軸承(性能).22 圖 41:液體靜壓軸承工作原理圖.22
11、圖 42:進給驅動的組成.23 圖 43:進給系統的分類.23 圖 44:不同用途區分的滾珠絲杠精度等級表.24 圖 45:2015-2022 年全球滾珠絲杠市場規模.26 圖 46:2015-2022 年中國滾珠絲杠市場規模.26 圖 47:2021 年國內滾珠絲杠高端市場.26 圖 48:2021 年國內滾珠絲杠中端市場.26 圖 49:直線電動機原理.27 圖 50:直線電動機.27 圖 51:全球直線電機行業市場.27 圖 52:全球直線電機行業市場格局.27 圖 53:直接驅動與間接驅動的加速能力.28 圖 54:直接驅動與間接驅動的成本比較.28 圖 55:蝸輪蝸桿傳動的工作臺.2
12、9 圖 56:滾柱傳動機構的原理.29 圖 57:四軸轉臺.29 圖 58:五軸轉臺.29 圖 59:直接驅動工作臺和力矩電動機.30 圖 60:中國數控轉臺市場規模.31 圖 61:中國數控轉臺市場(單軸與雙軸)(2021).31 圖 62:光電編碼器的結構示意圖.32 圖 63:全球編碼器市場規模.32 圖 64:全球編碼器市場(直線型與旋轉型).32 圖 65:全球編碼器市場規模(按檢測方式).33 圖 66:全球編碼器市場規模(按地域).33 圖 67:光柵尺測量系統組成原理.33 圖 68:封閉式直線光柵尺結構示意圖.34 圖 69:相位光柵的刻線高度約為 0.25 m.34 圖 7
13、0:成像掃描原理.34 圖 71:干涉掃描原理.34 圖 72:增量式光柵尺.35 圖 73:絕對式光柵尺.35 圖 74:中國光柵尺市場.35 圖 75:全球光柵尺市場.35 圖 76:中國光柵尺下游應用領域(2021).36 圖 77:中國光柵尺銷量.36 圖 78:海天精工發展歷程.38 圖 79:紐威數控發展歷程.39 圖 80:宇環數控發展歷程.40 敬請參閱最后一頁特別聲明-5-證券研究報告 機械行業機械行業 圖 81:華中數控發展歷程.41 圖 82:奧普光電發展歷程.42 表目錄表目錄 表 1:機床數控技術發展的不同階段.15 表 2:數控系統分類(高、中、低端).16 表 3
14、:數控系統中的關鍵技術.18 表 4:不同領域對機床主軸的要求.20 表 5:不同主軸的性能評價.21 表 6:不同軸承系統的性能比較.22 表 7:滾珠絲杠分類與特點.25 表 8:直線電機直驅方式與傳統驅動方式性能比較.28 表 9:常用位置檢測裝置分類.31 表 10:編碼器在機床各部件中的應用.32 敬請參閱最后一頁特別聲明-6-證券研究報告 機械行業機械行業 1 1、工業母機工業母機:高端裝備制造的基石:高端裝備制造的基石 機床是對金屬、其他材料的坯料或工件進行加工,使之獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度和表面質量的機器。機床是制造機器的機器,這是機床區別于其他機器的主要特點,故機床又稱
15、為工業母機。數控機床是用數字化信息對機床的運動及其加工過程進行控制的機床,是高效率、高精度、高柔性和高自動化的現代機電一體化設備。數控機床按照材料加工方式,工業母機可分為金屬切削機床、金屬成形機床、特種加工機床。其中金屬切削機床包括車床、銑床、磨床等單功能性機床以及帶有刀庫和自動換刀裝置,從而可以實現多種不同加工操作的加工中心。圖圖 1 1:數數控機床分類控機床分類 數控機床金屬切削機床金屬成形機床特種加工機床車床、銑床、磨床、鏜床、鉆床加工中心立式加工中心臥式加工中心龍門加工中心數控彎折機床數控壓力機床數控組合機床 資料來源:頭豹產業研究院 數控機床上游行業主要供應鈑焊件、鑄件、精密件、功能
16、部件、數控系統、電氣元件等。精密件主要包括主軸單元和絲杠、線軌、軸承等傳動部件等,功能部件主要包括數控回轉工作臺、刀庫、機械手、齒輪箱、銑頭、刀架等。數控系統包括驅動裝置,以及控制和檢測裝置等。數控機床的下游用途十分廣泛,涵蓋國民經濟的多個重要領域,如航空航天、機械設備等。圖圖 2 2:數控機床上下游數控機床上下游 上游行業鑄件鈑焊件床身底座、鞍座、工作臺、立柱等內防護、外防護等精密件和功能部件電氣元件精密件:主軸單元、軸承、滾珠絲杠副等;功能部件:回轉工作臺、刀庫、機械手、齒輪箱等斷路器、接觸器、繼電器變壓器等數控系統顯示器、伺服控制器、伺服電機、傳感器等數控機床行業關鍵技術下游行業模具機械
17、設備工業閥門航空航天新能源軌道交通誤差控制技術、可靠性技術、復合成套加工技術、高性能部件研發技術、二次開發與優化技術等 資料來源:國盛智科招股說明書 敬請參閱最后一頁特別聲明-7-證券研究報告 機械行業機械行業 目前我國低端數控機床基本達到自給自足,中端數控機床基本實現國產替代,但高端數控機床國產化率仍處于較低水平。根據科德數控公告,截至 2022 年底國內高端機床國產化率不足 10%。據中國機床工具工業協會數據,2023 年金屬切削機床數控化率為 45.5%。在發達國家中,日本機床數控化率維持在 80%以上,美國和德國機床數控化率均超過 70%,與之相比國內機床數控化率提升空間較大。圖圖 3
18、 3:中國機床中國機床國產化率國產化率 圖圖 4 4:中國中國金屬切削機床金屬切削機床數控化率數控化率 0%20%40%60%80%100%120%20182019202020212022低端中端高端 0%10%20%30%40%50%198919911993199519971999200120032005200720092011201320152017201920212023金屬切削機床數控率 資料來源:頭豹產業研究院 資料來源:Wind、光大證券研究所 當前國內機床行業大致可分為三大梯隊,其中:第一梯隊:歷史悠久,實力雄厚的外資企業,主營業務是高端數控機床,如日本山崎馬扎克,德國通快,德馬
19、吉森精機,美國馬格等。目前大多數都通過在中國投資或合資建廠;第二梯隊:國內最先起步,并具有一定技術實力,資金實力和品牌影響力的民企和國企。從最早的國營企業“十八羅漢”,到現在如海天精工,創世紀,紐威數控等新主力軍民營企業;第三梯隊:規模較小,技術含量較低的主營低端數控機床的小型民營企業。產品價格便宜,產品加工精度要求不高,主要應用于一般民用產品,汽車零部件粗加工等領域。圖圖 5 5:國內機床行業競爭結構國內機床行業競爭結構 第三梯隊規模較小、技術含量較低的主營低端數控機床的小型民營企業010302第二梯隊以中國通用技術集團為代表的國企和以科德數控、海天精工、紐威數控為代表的民企第一梯隊以山崎馬
20、扎克為首的外資中高端品牌 資料來源:頭豹產業研究院 敬請參閱最后一頁特別聲明-8-證券研究報告 機械行業機械行業 2 2、工業母機市場工業母機市場:聚焦頭部:聚焦頭部國家國家 2.12.1、全球市場全球市場:中國穩居全球生產、消費第一:中國穩居全球生產、消費第一 生產生產:根據德國 VDW 數據,2022 年全球機床產值 803 億歐元,同比+12%。其中金屬切削機床 566 億歐元,金屬成形機床 235 億歐元(過去 5 年比例約為 7:3)。2022年全球機床產值排名前十的國家和地區依次為:中國(不包含中國臺灣地區,下同)(257 億歐元)、日本(99 億歐元)、德國(97 億歐元)、意大
21、利(65億歐元)、美國(56 億歐元)、韓國(43 億歐元)、中國臺灣地區(39 億歐元)、瑞士(28 億歐元)、印度(13 億歐元)、奧地利(12 億歐元)。圖圖 6 6:全球機床產:全球機床產值值 資料來源:VDW、光大證券研究所;單位:柱子單位為十億歐元,線條單位為十億美元 中國目前是全球最大的機床生產國,2022 年產值占全球 32%,其次為日本(12%)、德國(12%)、意大利(8%)、美國(7%)。圖圖 7 7:20222022 年全球機床生產年全球機床生產情況情況 圖圖 8 8:全球機床產全球機床產值值國家國家和地區和地區前十前十 中國,257,32%日本,99,12%德國,97
22、,12%意大利,65,8%美國,56,7%韓國,43,5%中國臺灣地區,39,5%瑞士,28,4%其他,118,15%05010015020025030020182019202020212022 資料來源:VDW、光大證券研究所;注:不含配件、附件;單位:億歐元 資料來源:VDW、光大證券研究所;注:不含配件、附件;單位:億歐元 敬請參閱最后一頁特別聲明-9-證券研究報告 機械行業機械行業 消費消費:中國目前是全球最大的機床消費國,2022 年機床消費占全球 34%,其次為美國(12%)、意大利(7%)、德國(7%)、日本(5%)。圖圖 9 9:20222022 年年全球機床消費全球機床消費情
23、況情況 圖圖 1010:全球機床消費全球機床消費國家國家和地區和地區前十前十 中國,260,34%美國,97,12%意大利,53,7%德國,52,7%日本,36,5%其他,272,35%05010015020025030020182019202020212022 資料來源:VDW、光大證券研究所;單位:億歐元 資料來源:VDW、光大證券研究所;單位:億歐元 出口出口:作為老牌機床強國,德國與日本的機床出口額位居前列,2022 年全球出口份額分別為 17%、17%。2020-2022 年,中國機床出口額快速增長,2022 年中國機床全球出口份額已提升至 14%,且在全球機床出口額前 5 名中,僅
24、中國的機床出口額超過了 2018 年水平。值得一提的是,根據 VDW 口徑,有相當一部分出口額來自于德國、日本、瑞士等機床制造商在中國生產的頂級機床。圖圖 1111:20222022 年全球機床出口年全球機床出口情況情況 圖圖 1212:全球機床全球機床出口出口國家國家和地區和地區前十前十 德國,70.74,17%日本,70.44,17%中國,59.82,14%意大利,30.3,7%中國臺灣地區,27.94,7%瑞士,23.83,6%韓國,22.9,5%其他,113.97,27%02040608010020182019202020212022 資料來源:VDW、光大證券研究所;單位:億歐元 資
25、料來源:VDW、光大證券研究所;單位:億歐元 敬請參閱最后一頁特別聲明-10-證券研究報告 機械行業機械行業 進口進口:中國和美國是全球排名前二的機床進口國,隨著國產替代的推進,中國的機床進口額穩中有降,2022 年為 62.6 億歐元,較 2021 年微降 0.4%;美國 2022 年機床進口額 59.0 億歐元,較 2021 年增加 36.2%。圖圖 1313:20222022 年全球機床進口年全球機床進口情況情況 圖圖 1414:全球機床進口國家全球機床進口國家和地區和地區前十前十 中國,63,16%美國,59,15%德國,26,6%墨西哥,20,5%意大利,18,5%土耳其,17,4%
26、印度,16,4%俄羅斯,12,3%其他,168.51,42%0 30 60 90 中國美國德國 墨西哥意大利土耳其 印度 俄羅斯 法國韓國20182019202020212022 資料來源:VDW、光大證券研究所;單位:億歐元 資料來源:VDW、光大證券研究所;單位:億歐元 主要國家主要國家和地區和地區機床供需平衡:機床供需平衡:作為全球最大的機床消費國,中國基本實現自給自足,2022 年機床進口額與出口額基本持平,大部分國內消費由本土供應。德國、日本機床出口額遠大于機床進口額,2022 年貿易順差分別達到 45、63 億歐元。美國機床進口額遠大于機床出口額,2022 年貿易逆差達到 41 億
27、歐元。而韓國、中國臺灣地區、瑞士 2022年機床貿易順差分別達到 13、20、18 億歐元。圖圖 1515:主要國家主要國家和地區和地區機床供需平衡機床供需平衡 -400-300-200-1000100200300400生產進口出口消費 資料來源:VDW、光大證券研究所;單位:億歐元 出口比例:出口比例:2022 年,日本、德國、中國臺灣地區、瑞士機床出口占生產比例均超 70%,為典型的出口導向型經濟;意大利、韓國機床出口占生產比例在 50%附近,內外需較為均衡;中國、美國機床出口占生產比例分別為 23%、33%,隨著國內機床出口額不斷增長,國內機床出口比例仍有較大提升空間。敬請參閱最后一頁特
28、別聲明-11-證券研究報告 機械行業機械行業 進口比例:進口比例:2022 年,墨西哥、土耳其、美國、印度機床進口占消費比例均超 50%,其中墨西哥、土耳其機床消費中進口依賴度分別達到 98%、89%;而德國機床消費中進口依賴度亦達到 49%;中國機床消費中進口依賴度為 24%。圖圖 1616:主要國家主要國家和地區和地區機床機床生產中出口占比生產中出口占比 圖圖 1717:主要國家主要國家和地區和地區機床機床消費中進口占比消費中進口占比 23%71%73%46%33%54%72%86%0%30%60%90%050100150200250300生產出口出口占比 24%61%34%49%21%3
29、3%59%98%44%89%0%20%40%60%80%100%120%050100150200250300消費進口進口占比 資料來源:VDW、光大證券研究所;單位:億歐元 資料來源:VDW、光大證券研究所;單位:億歐元 2.22.2、國內市場國內市場:進口依賴度下降,出口:進口依賴度下降,出口快速提升快速提升 中國數控機床產業經歷了起步、擴產、整合、高速發展與轉型升級,目前已形成了品類完善、功能齊全的制造格局。圖圖 1818:中國機床產業發展歷程:中國機床產業發展歷程 起步階段起步階段 1949年以前年以前:中國尚未真正誕生機床行業、當時機床行業十分落后;1949年年:建國之初。全國機床保有
30、量在9.5萬臺左右;1952年年:美國已經制造出世界第一臺數控機床;中國金屬切割機床年產量僅為1.37萬臺左右;第二機器工業管理局成立。改建和新建18個機床廠、四個工具廠;1958年年:研發出第一臺數控機床,比美國晚6年,比德國、日本和蘇聯晚2年。整合階段整合階段擴產階段擴產階段高速發展高速發展轉型升級轉型升級階段階段 19581958-19601960年年:成立高精度精密機床規劃領導小組,領頭發展高精度精密機床;同時該階段受到冷戰”影響,歐美國家對中國進行技術封銷,國際形勢嚴峻,各行各業都在進行大量擴產、盲日追求產量,造成產品租制濫造現象嚴重;19611961-19781978年年:盲目追求
31、產量、大規模擴產的現象持續加重,該階段共生產了164萬臺機床,但合格率不足二分之一,消耗了大量人力物力資源,同時不注重技術發展,造成了后來的技術滯后。1979-1993年年:改革開放前期,中國機床行業迎來了大規模整改結束了前期混亂的現象;1993年,昆明機床成為股份制公司;1988年,中國機床工具工業協會成立;1994年年:昆明機床上市;沈一機床合并了沈陽第二機床廠,第三機床廠和遼寧精密儀器廠為沈機集團;1996年:年:上海機床廠開始改制;1997年年:機床出口額達到2.8億美元,較1979年增長7倍;1998年年:南京機床廠重組為南京數控有限公司;2000年年:齊一機床改為齊重數控。2001
32、-2011年年:隨著2001年中國加入世貿組織,經濟實現高速增長,中國機床行業迎來質的飛躍。中國本土機床企業快速增長,2009年中國機床產值和產量位居世界第一,2011年沈陽機床營收登頂行業第一;2012-2020年年:受下游需求萎縮影響,中國機床行業開始下行。由于產品同質化嚴重、缺乏核心技術,大量國營企業退出市場,市場轉由民營企業主導;2019年,沈陽機床破產重組;2020年以后年以后:政策利好,工業母機行業景氣度圓暖,開始重視核心技術發展,國產替代浪潮將至。資料來源:頭豹產業研究院 敬請參閱最后一頁特別聲明-12-證券研究報告 機械行業機械行業 根據中國機床工具工業協會,2023 年我國金
33、屬加工機床生產額為 1935 億元,同比增長 1.1%。消費額為 1816 億元,同比下降 6.2%。根據 VDW 數據,我國機床消費中進口依賴度從 2018 年的 33%下降至 2022 年的 24%。圖圖 1919:我國金屬加工機床生產我國金屬加工機床生產與消費額與消費額 圖圖 2020:我國機床消費中進口依賴度我國機床消費中進口依賴度 0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 202120222023金屬加工機床-生產金屬加工機床-消費 33%33%28%27%24%0%5%10%15%20%25%30%35%050001000015000200002500030000
34、20182019202020212022消費進口進口依賴度(右軸)資料來源:中國機床工具工業協會、光大證券研究所整理;單位:億元人民幣 資料來源:VDW、光大證券研究所;單位:百萬歐元 從產業周期來看,機床呈現約 10 年的更換周期。2009 年,“04 專項”的實施為我國機床行業注入新的動力,我國金屬切削機床在 2011/2014 年形成產量高峰。隨著 10 年更換周期的到來,預計我國機床行業將迎來大規模替換需求。根據日本機床工業協會,日本來自中國的機床訂單基本呈現 3 年一個小周期的規律。圖圖 2121:我國金屬加工機床我國金屬加工機床產量產量 圖圖 2222:日本對華機床訂單日本對華機床
35、訂單 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 198919911993199519971999200120032005200720092011201320152017201920212023金屬切削機床金屬成形機床 -150%0%150%300%450%09,00018,00027,00036,00045,0002010/12011/12012/12013/12014/12015/12016/12017/12018/12019/12020/12021/12022/12023/1日本機床訂單中國yoy(右軸)資料來源:Wind、光大證券研究所;單位:萬臺 資料來源:日本
36、機床工業協會;單位:百萬日元;截至 2023.12 從月度數據來看,中國金屬切削機床產量與日本來自中國的機床訂單呈現同步狀態。2023 年 1-12 月,中國制造業固定資產投資完成額累計同比增長 6.5%,較2023 年 1-11 月提升 0.2pct。目前國內金屬切削機床產量及日本對華機床訂單均有底部回暖趨勢,隨著新質生產力發展,中高端機床的市場需求或將企穩回升。敬請參閱最后一頁特別聲明-13-證券研究報告 機械行業機械行業 圖圖 2323:中國中國制造業制造業固定資產投資完成額固定資產投資完成額累計累計同比同比 圖圖 2424:中國金屬切削機床產量與日本對華機床中國金屬切削機床產量與日本對
37、華機床訂單訂單 (50)0 50 100 2009-062010-022010-102011-062012-022012-102013-062014-022014-102015-062016-022016-102017-062018-022018-102019-062020-022020-102021-062022-022022-102023-06中國:固定資產投資完成額:制造業:累計同比中國:固定資產投資完成額:制造業:汽車制造業:累計同比中國:固定資產投資完成額:制造業:電氣機械及器材制造業:累計同比中國:固定資產投資完成額:制造業:計算機、通信和其他電子設備制造業:累計同比 -60%-4
38、0%-20%0%20%40%60%80%-100%0%100%200%300%400%500%2010-062011-022011-102012-062013-022013-102014-062015-022015-102016-062017-022017-102018-062019-022019-102020-062021-022021-102022-062023-022023-10日本對華機床訂單yoy中國金屬切削機床產量yoy(右軸)資料來源:Wind、光大證券研究所;單位:%資料來源:Wind、光大證券研究所;截至 2023.12 從進出口情況來看,2021-2023 年,我國金屬切削
39、機床出口金額逐年提升,進口金額逐年下降,在 2023 年完成貿易順差 3.9 億美元;2021-2023 年,我國金屬成形機床出口金額提升較快,貿易順差逐步擴大,在 2023 年達到 12.9 億美元。圖圖 2525:金屬切削機床進出口金屬切削機床進出口 圖圖 2626:金屬金屬成形機成形機床床進出口進出口 -25.9-12.2 3.9(30)(25)(20)(15)(10)(5)0 5 10(80)(60)(40)(20)0 20 40 60 80 202120222023金屬切削機床-進口金屬切削機床-出口金屬切削機床-順差(右軸)4.5 9.1 12.9 0 2 4 6 8 10 12
40、14(15)(10)(5)0 5 10 15 20 25 202120222023金屬成形機床-進口金屬成形機床-出口金屬成形機床-順差(右軸)資料來源:中國機床工具工業協會、光大證券研究所整理;單位:億美元 資料來源:中國機床工具工業協會、光大證券研究所整理;單位:億美元 從進口機床種類來看,我國對外進口的機床主要是加工中心、特種加工機床、磨床、齒輪加工機床、車床;從出口機床種類來看,我國對外出口的機床主要是特種加工機床、車床、加工中心、成形折彎機、金屬冷加工壓力機。圖圖 2727:20232023 年年中國中國進口進口機床分布機床分布 圖圖 2828:2022023 3 年年中國中國出口出
41、口機床分布機床分布 加工中心,19.9,33%特種加工機床,9.1,15%磨床,7.7,13%齒輪加工機床,5.6,9%車床,5.6,9%其他,13.1,21%特種加工機床,22.9,29%車床,10.0,13%加工中心,9.0,12%成形折彎機,6.3,8%金屬冷加工壓力機,5.3,7%其他,24.3,31%資料來源:中國機床工具工業協會、光大證券研究所整理;單位:億美元 資料來源:中國機床工具工業協會、光大證券研究所整理;單位:億美元 敬請參閱最后一頁特別聲明-14-證券研究報告 機械行業機械行業 3 3、工業母機產業鏈工業母機產業鏈:國產替代任務艱巨:國產替代任務艱巨 從機床的發展來看,
42、金屬切削的基本工作原理是借助高硬度材料的刀具從硬度較低的工件毛坯上切除多余的金屬,從而獲得具有一定形位精度和表面質量的特定形狀的零件。因此,工件和刀具的機床內部一對相互對抗的矛盾體。從機床結構來看,可分為主傳動系統、進給傳動系統、檢測系統、數控系統。其中主傳動系統是由主軸電動機經一系列傳動元件和主軸構成的具有運動、傳動聯系的系統;進給傳動系統以保證刀具與工件相對位置關系為目的,其作用是將伺服電動機的旋轉運動轉變為執行件的直線運動或旋轉運動;檢測系統負責將機床運動部件的實際位移量隨時檢測出來,與給定的控制值(指令信號)進行比較,從而控制驅動元件正確運轉,實現閉環控制;而數控系統是數控機床的核心,
43、是實現機床精確加工功能的關鍵。圖圖 2929:表面成形運動簡圖表面成形運動簡圖 圖圖 3030:數控機床的加工過程數控機床的加工過程 資料來源:數控機床李雪梅主編 資料來源:數控技術馬宏偉 3.13.1、數控系統數控系統:工業母機之“腦”:工業母機之“腦”數字控制(Numerical Control-NC)技術是近代發展起來的一種自動控制技術。國家標準 GB 8129-87 將其定義為“用數字化信號對機床運動及其加工過程進行控制的一種方法”。數控機床是用數字信息進行控制的機床,借助輸入控制器中的數字信息來控制機床部件的運動,自動地將零件加工出來?,F代數控系統普遍采用微機技術,成為計算機數控(C
44、omputer Numerical Control-CNC)。伴隨數控機床的發展,機床數字控制器也從最初的機床研制單位自行設計制造轉變為專業的制造商批量生產,形成了專門的產品數控系統及其產業。敬請參閱最后一頁特別聲明-15-證券研究報告 機械行業機械行業 圖圖 3131:數控系統的原理數控系統的原理 主軸驅動系統數據輸入裝置電氣硬件電路(電控柜)可編程序邏輯控制器PLC接口伺服系統 機床電氣部分位置測量速度測量外部設備數控系統CN C 資料來源:頭豹產業研究院 從全球數控系統的發展來看,主要經歷了五個時期:1)第 1 階段:研究開發期(1952-1970),系統組成以電子管、晶體管小規模集成電
45、路為主;2)第 2 階段:推廣應用期(1970-1980),使用專用 CPU 芯片,實現全數字控制刀具自動交換;3)第 3 階段:系統化(1980-1990),使用多 CPU 處理器,完成多軸聯動控制且人機界面友好;4)第 4 階段:集成化 (1990-2000),使用模塊化多處理器,實現復合多任務加工;5)第 5 階段:網絡化 (2000-2015),使用開放體系結構工業微機,從而達到開放式數控系統網絡化和智能化。表表 1 1:機床數控技術發展的不同階段:機床數控技術發展的不同階段 特特 點點 第第 1 1 階段階段:研究開發期研究開發期(1952(1952-1970)1970)第第 2 2
46、 階段階段:推廣應用期推廣應用期(1970(1970-1980)1980)第第 3 3 階段階段:系統化系統化 (1980(1980-1990)1990)第第 4 4 階段階段:集成化集成化 (1990(1990-2000)2000)第第 5 5 階段階段:網絡化網絡化 (2000(2000-2015)2015)典型應用 數控車床、數控銑床、數控鉆床 加工中心、電加工機床和成形機床 柔性制造單元柔性制造系統 復合加工機床 5 軸聯動機床 智能、可重組制造系統 系統組成 電子管、晶體管小規模集成電路 專用 CPU 芯片 多 CPU 處理器 模塊化多處理器 開放體系結構工業微機 工藝方法 簡單加工
47、工藝 多種工藝方法 完整的加工過程 復合多任務加工 高速、高效加工微納米加工 數控功能 NC 數字邏輯控制2 軸3軸控制 全數字控制刀具自動交換 多軸聯動控制人機界面友好 多過程多任務、復合化、集成化 開放式數控系統網絡化和智能化 驅動特點 步進電動機、伺服液壓馬達 直流伺服電動機 交流伺服電動機 數字智能化直線電動機驅動 高速、高精度、全數字、網絡化 資料來源:機床產品創新與設計(張曙等編)敬請參閱最后一頁特別聲明-16-證券研究報告 機械行業機械行業 數控系統一般分為高、中、低端三種類型:1)低端(普及型)數控:一般采用 32 位中央處理器(CPU)芯片,以模擬量或脈信號控制伺服驅動系統,
48、以實現運動控制,可完成基本的直線和圓弧插補功能,實現軸或 3 軸控制。系統分辨率大于 1m,定位精度 0.03mm。典型產品有廣州數控的 GSK928 系統、華中數控 HNC-808 系列、西門子的 808D 系統等;2)中端數控:通常稱為全功能數控系統,可實現主要的插補功能,具有豐富的圖形化界面和數據交換功能,實現三軸或四軸聯動。系統分辨率 1m,定位精度 0.03mm-0.005mm。典型產品有廣州數控 980 系列,華中數控 HNC-818 系列,西門子 828D 系統,發那科 0i 系統等;3)高端數控:具有 5 軸以上的控制能力,多通道、全數字總線,豐富的插補及運動控制功能,智能化的
49、編程和遠程維護診斷。主軸轉速 10000r/min 以上,系統分辨率亞微米或納米級,定位精度 0.01mm-0.001mm。典型產品有西門子840Dsl、發那科 30i、華中數控 HNC-848、沈陽機床 i5 等。表表 2 2:數控系統分類(高、中、低端):數控系統分類(高、中、低端)低端數控系統低端數控系統 標準數控系統標準數控系統 高端數控系統高端數控系統 特點 一般采用 32 位中央處理器(CPU)芯片,以模擬量或脈沖信號控制伺服驅動系統,以實現運動控制,可完成基本的直線和圓弧插補功能。主軸則采用變頻控制,通常用于普及型數控車床和數控銑床。通常稱為全功能數控系統,可實現主要的插補功能,
50、具有豐富的圖形化界面和數據交換功能。多通道、全數字總線,豐富的插補及運動控制功能、智能化的編程和遠程維護診斷。電機類型 步進電機,開環控制 伺服電機,半閉環或全閉環控制 伺服電機,具備多通道控制能力,全閉環控制 多軸聯動 兩軸或三軸聯動 三軸或四軸聯動 五軸或五軸以上聯動 系統分辨率 大于 1m 1m 亞微米或納米級 主軸轉速 最高可達 6000r/min 最高可達 10000r/min 10000r/min 以上 快移速度 最高可達 8-10m/min 最高可達 24-40m/min 40m/min 以上 定位精度 0.03mm 0.03mm-0.005mm 0.01mm-0.001mm 開
51、發程度 不具備用戶可編程 PLC 功能 支持用戶開發 PLC 功能 完備的 PLC 控制功能 應用場景 與價格較低的數控機床搭配 與數控機床、全功能車、臥式加工中心搭配的數控系統產品 主要與多軸、多通道、高精、柔性、復合加工的高檔數控機床搭配使用 典型產品 廣州數控的 GSK928 系統 華中數控 HNC-808 系列 西門子的 808D 系統 廣州數控 980 系列 華中數控 HNC-818 系列 西門子 828D 系統 發那科 0i 系統 西門子 840DsI 發那科 30i 華中數控 HNC-848 沈陽機床 i5 資料來源:機床產品創新與設計(張曙等編)、頭豹產業研究院 20 世紀 5
52、0 年代以來,全球數控系統技術經歷 2 個階段,實現從硬線控制到計算機數控階段的進步。從 1952 年世界上第一臺數控機床在美國誕生,數字計算機技術開始應用于機床行業,自此數控技術的發展與電子和計算機技術的發展緊密相關。隨著數控系統的發展,其功能持續增多、可靠性與精度不斷提高,價格也逐漸下降。中國數控系統發展經歷 4 個階段,目前國產數控系統應用多集中在低端市場,高端市場有待發展,主要原因是由于數控系統技術壁壘高,同時需要大量實際應用進行升級迭代。敬請參閱最后一頁特別聲明-17-證券研究報告 機械行業機械行業 圖圖 3232:全球與中國數控系統發展歷程全球與中國數控系統發展歷程 第一代數控系統
53、世界第一臺由電子管原件實現三坐標連續控制的數控機床誕生于美國,隨后全球數控機床技術迅速發展第二代數控系統主要采用晶體管控制的加工中心廣泛應用第三代數控系統開始出現采用集成電路控制的加工中心,數控技術進入發展的第二階段(CN C階段)第四代數控系統小型計算機出現后用于數控系統,開始采用大規模集成電路及小型通用計算機作為控制單元,數控系統真正成為CN C系統第六代數控系統個人計算機廣泛應用,美國首先出現基于 PC機平臺開發的數控系統,即開放式數控系統第五代數控系統微處理器開始用于數控系統,數控機床逐漸應用到工業生產制造,生產效率和質量大幅度提高 20世紀50年代以來,全球數控系統技術經歷2個階段,
54、實現從硬線控制到計算機數控階段的進步。從1952年世界上第一臺數控機床在美國誕生,數字計算機技術開始應用于機床行業,自此數控技術的發展與電子和計算機技術的發展緊密相關。隨著數控系統的發展。其功能持續增多、可靠性與精度不斷提高,價格也逐漸下降 中國數控系統發展經歷4個階段,目前國產數控系統應用多集中在低端市場,高端市場有待發展,主要原因是由于數控系統技術壁壘高,同時需要大量實際應用進行升級迭代中國部分科研院校和機床廠開始進行數控系統研發,但由于加工工藝理解較淺以及電子元件技術水平低,數控系統發展緩慢中國加快引進海外先進數控技術并進行國產化,發那科、西門子等數控技術陸續進入中國,但受到技術水平的限
55、制,國產化進程受限中國積極調整戰略,增強進口系統審批流程,重點投資數控系統等制造環節,頭部企業通過學習并結合本土情況,逐步在中低端數控系統市場占據一席之地中國進一步擴大市場,逐步實現向高端數控系統市場的突破,但目前進程仍受限緩慢發展期加速引進期模仿學習期模仿學習期1958年-1979年1980年-1990年1991年-2005年2006年-2022年1952年1959年1965年1970年1974年1990年硬線數控階段計算機數控(CN C)階段 資料來源:頭豹產業研究院 3.1.13.1.1、數控系統關鍵技術數控系統關鍵技術 數控系統中的關鍵技術包括:1 1)譯碼及刀具補償:)譯碼及刀具補償
56、:譯碼指從零件加工程序的文本文件中提取出插補種類及相關參數、速度信息、刀具信息以及輔助信息;而刀具補償已成為 ISO 中定義的標準功能,在編制工件粗、精加工程序的過程中,合理運用刀具補償功能,可以極大減少計算工作量及編程工作,提高加工效率;2 2)插補方法:插補方法:數控編程時將零件上要加工的平面、凸臺、型腔及曲面等規劃成相應的刀具加工軌跡,這些軌跡通常由直線、圓弧、曲線組成。插補就是根據給定曲線的起點和終點、進給速度、軌跡線形和插補周期計算軌跡上中間點的方法;圖圖 3333:刀具路徑的分解刀具路徑的分解 資料來源:郎言書智能化數控系統軌跡規劃方法的研究與應用 敬請參閱最后一頁特別聲明-18-
57、證券研究報告 機械行業機械行業 3 3)速度前瞻:)速度前瞻:速度前瞻處理功能預先獲得待加工零件輪廓上的速度突變點,使得數控機床進入這些突變點之前,能及時修調進給速度,避免加工表面質量變差,有效抑制機床在突變點產生振動;4 4)坐標變換及誤差補償:)坐標變換及誤差補償:坐標變換負責將編程坐標系轉換成機床的物理坐標系。誤差補償指的是數控系統通過對加工過程的誤差源分析、測量、建模,實時地計算出位置誤差、熱誤差等,將該誤差反饋到控制系統中,改變實際坐標指令來實現誤差修正,從而使工件獲得理想的加工精度。表表 3 3:數控系統中的數控系統中的關鍵技術關鍵技術 關鍵技術關鍵技術 含義含義 譯碼及刀具補償
58、譯碼處理 從零件加工程序的文本文件中提取出插補種類及相關參數、速度信息、刀具信息以及輔助信息,以內部中間格式存儲供后面的任務調用處理??煞譃榻忉屝妥g碼和編譯型譯碼。刀具補償 根據實際所采用的刀具形狀和尺寸進行補償,使實際的切觸點和編程加工點重合,從而加工出合格的工件。具有空間三維刀具補償功能成為高端數控系統的競爭熱點。插補方法 根據給定曲線的起點和終點、進給速度、軌跡線形和插補周期計算軌跡上中間點的方法,其理論坐標作為伺服系統進行位置控制的理論值。速度前瞻 加減速處理 為了保障刀具沿軌跡運動,除了起點和終點,轉接點處的速度及加速度也需要頻繁變化。速度前瞻 速度前瞻處理功能預先獲得待加工零件輪廓
59、上的速度突變點,使得數控機床進入這些突變點之前,能及時修調進給速度,避免加工表面質量變差,有效抑制機床在突變點產生振動。曲面加工 精優曲面控制技術采用優化的“預讀”功能,確保良好的加工表面質量,并可進一步提高加工速度。坐標變換及誤差補償 坐標變換 插補是在機床坐標系下進行,所得到的數據是機床笛卡爾坐標系下的坐標值,需要根據機床結構配置將其進行逆變換,轉換成機床的實際進給軸物理坐標。誤差補償 數控系統通過對加工過程的誤差源分析、測量、建模,實時地計算出位置誤差、熱誤差等,將該誤差反饋到控制系統中,改變實際坐標指令來實現誤差修正,從而使工件獲得理想的加工精度。資料來源:機床產品創新與設計(張曙等編
60、)3.1.23.1.2、數控市場格局數控市場格局 自 2017 年中國科技專項后,數控系統國產化率實現提升,打破高端市場外資壟斷局面,但目前中高端市場仍以外資為主,這主要是由于數控系統的技術壁壘與較高的用戶粘性。目前中國數控系統市場中:高端市場以外資企業為主,其中第一梯隊代表為日本發那科、德國西門子,第二梯隊代表為德國海德漢、日本三菱、德國馬扎克;中端市場面臨外資企業與國產廠商的激烈競爭,其中國產品牌華中數控主要以加工中心數控系統為主、技術積累深厚,科德數控以五軸數控系統為主,技術積累深厚,以自用為主;低端市場以國產廠商為主,如廣州數控(以車床數控系統為主,中低端市占率第一,商務性強)、蘇州新
61、代(以車銑復合數控系統為主,銷售模式具有優勢,技術較強)、凱恩帝(以車床數控系統為主,產品性能較好,銷售能力較弱)。敬請參閱最后一頁特別聲明-19-證券研究報告 機械行業機械行業 圖圖 3434:中國數控系統廠商市場競爭格局中國數控系統廠商市場競爭格局 日本發那科德國西門子德國海德漢華中數控科德數控廣州數控蘇州新代凱恩帝高端市場高端市場外資企業為主外資企業為主中端市場中端市場外資企業與國產外資企業與國產廠商競爭激烈廠商競爭激烈低端市場低端市場國產廠商為主國產廠商為主日本三菱德國馬扎克第一梯隊:市場份額占據絕對優勢第二梯隊主要以加工中心數控系統為主、技術積累深厚,但中低端市占率較低以五軸數控系統
62、為主,技術積累深厚,以自用為主以車床數控系統為主,中低端市占率第一,商務性強以車銑復合數控系統為主,銷售模式具有優勢,技術較強以車床數控系統為主,產品性能較好,銷售能力較弱 資料來源:頭豹產業研究院 2022 年,中國數控系統市占率前三均為外資企業,分別為發那科、三菱、西門子,銷售額市占率分別為 37%、17%、12%,合計占比 66%。數控系統占數控機床成本比例約在 15%左右。據頭豹產業研究院數據,2022 年全國數控系統市場規模約在 135.2 億元。未來隨著我國機床數控率提升,數控系統市場規模增速預計將高于機床行業整體增速。圖圖 3535:20222022 年年中國數控系統中國數控系統
63、競爭格局競爭格局(銷售額)(銷售額)圖圖 3636:全國數控系統市場規模全國數控系統市場規模 發那科,37%三菱,17%西門子,12%廣州數控,12%蘇州新代,7%華中數控,2%沈陽機床,1%沈陽高精,1%其他,11%0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 201820192020202120222023E2024E數控系統市場規模(億元)資料來源:頭豹產業研究院 資料來源:頭豹產業研究院 敬請參閱最后一頁特別聲明-20-證券研究報告 機械行業機械行業 3.23.2、主軸主軸:工業母機之“左手”:工業母機之“左手”3.2.13.2.1、從機械主軸到電主軸從機械主軸到
64、電主軸 主軸部件是主運動的執行件,它夾持刀具或工件,并帶動其旋轉。數控機床主軸部件的精度、剛度、抗振性和熱變形對加工質量和生產率等有著直接的影響。數控機床的主軸部件包括主軸、主軸支承、裝在主軸上的傳動件和密封件等。主軸的發展經歷了三個階段:1)齒輪/帶傳動。傳統機床主軸的驅動方式是電機軸線和主軸的軸線互相平行,電機通過皮帶或齒輪間接地驅動主軸。由于當主軸轉速提高到一定水平后,傳動皮帶開始受離心力的作用而膨脹,傳動效率急劇下降,傳動齒輪的發熱和噪音問題也開始變得嚴重。2)聯軸器傳動。為了解決間接傳動的轉速瓶頸,機床設計人員開始研究將電機和主軸同軸配置,由電機通過聯軸節直接驅動主軸。這種驅動方式盡
65、管取消了皮帶和齒輪等中間傳動帶來的問題,但又為刀具夾緊機構的配置帶來新的問題。3)電主軸。電主軸的出現,從根本上解決了主軸直接驅動的問題。電主軸是將電機的轉子和主軸集成為一個整體。中空的、直徑較大的轉子軸同時也是機床的主軸,它有足夠的空間容納刀具夾緊機構或送料機構。圖圖 3737:數控機床主軸的傳動類型數控機床主軸的傳動類型 圖圖 3838:電主軸剖面圖電主軸剖面圖 資料來源:數控技術(劉偉主編)資料來源:李毅電主軸水冷系統優化設計研究 從不同領域對機床主軸的要求來看,主軸的選擇與機床類型、加工工藝、刀具.工件材料和加工精度都有密切的關系。復合加工中心的愿景是在一臺機床上進行鏜銑、車、鉆、磨等
66、不同工序,其進步完善的主要瓶頸就是主軸,沒有一種主軸可以滿足不同加工情況的要求,達到同樣優良的性能??芍貥嫏C床、模塊化機床則往往需要具有機械、液壓、氣動和電氣標準化接口的可交換主軸。表表 4 4:不同領域對機床主軸的要求:不同領域對機床主軸的要求 應用領域應用領域 加工材料加工材料 速度速度 功率功率 扭矩扭矩 精度精度 汽車工業 鑄鋁 中等 高 中等 中等 鑄鐵 低 中等 高 中等 航空航天工業 鋁合金 高 非常高 低 高 鈦合金 非常低 低 非常高 高 碳纖維復合 非常高 低 低 中等 模具工業 鋼 高 低 中等 非常高 鋁合金 非常高 中等 低 非常高 通用機械工業 各種材料 中等 中等
67、 中等 中等 敬請參閱最后一頁特別聲明-21-證券研究報告 機械行業機械行業 電子工業(PCB)纖維復合板 非常高 中等 中等 高 資料來源:機床產品創新與設計(張曙等編)不同類型主軸傳動的性能各異,可根據應用場合的需求加以選用和設計。電主軸在速度、精度、噪聲和更換方便性方面,皆優于其他傳動形式,是高端數控銑床、加工中心和復合加工機床的首選方案。表表 5 5:不同主軸的性能評價:不同主軸的性能評價 傳動類型傳動類型 扭矩扭矩 速度速度 精度精度 維修維修 成本成本 剛度剛度 噪音噪音 更換更換 熱性能熱性能 齒輪 優 差 良 良 中 良 差 中 良 皮帶 良 中 中 良 良 良 中 中 良 聯
68、軸節 中 良 良 良 良 良 良 中 良 電主軸 中 優 優 中 良 中 優 優 中 資料來源:機床產品創新與設計(張曙等編)電主軸作為一種機電一體化系統,機床的核心部件,越來越多地集成各種傳感器和軟件,對其工作狀態的進行監控、預警、可視化和補償。裝上各種傳感器的電主軸能產生海量數據,各大電主軸制造商和機床制造商,目前正努力合作開發專家系統,將這些數據綜合后用簡明的方式向用戶報告。圖圖 3939:智能電主軸智能電主軸 資料來源:李小虎智能化電主軸關鍵技術與系統開發 3.2.23.2.2、主軸軸承主軸軸承 主軸軸承是主軸部件的重要組成部分。它的類型、結構、配置、精度、安裝、調整、潤滑和冷卻都直接
69、影響主軸的工作性能。在數控機床上,常用的主軸軸承有滾動軸承和靜壓滑動軸承。在液體靜壓軸承中,供油裝置在一定初始壓力下使得潤滑油流經節流孔,在軸承和主軸間隙間形成壓力油膜,油膜上下存在壓差從而承受載荷。液體靜壓軸承的特點:(1)主軸在轉動前會先被浮起,軸承不會與主軸接觸,因此摩擦力損耗較??;(2)所適應的轉速范圍廣,在靜止和相對運動狀態下都具有承載能力;(3)壓力油膜的支承剛度大,具有較好的吸振性;(4)使用壽命長,精度保持性好;(5)油膜具有均化誤差的作用,這樣可以減小主軸和軸承自身精度造成的影響;(6)對軸承的材料要求不高。敬請參閱最后一頁特別聲明-22-證券研究報告 機械行業機械行業 圖圖
70、 4040:滾動軸承與滑動軸承(性能)滾動軸承與滑動軸承(性能)圖圖 4141:液體靜壓軸承工作原理圖液體靜壓軸承工作原理圖 資料來源:舍弗勒 資料來源:田洪雨內圓磨床液體靜壓軸承的承載性能分析及結構優化?機床應用領域的不同,對主軸軸承系統的要求是不一樣的。例如,鋁合金的高速切削需要高轉速而剛度較低的軸承系統,而欽合金或鎳基合金的重切削則需要能承受大切削力和低轉速的軸承系統。合理選擇軸承類型和配置軸承以及軸承系統的設計優化對機床主軸的性能和壽命有很大影響。主軸軸承的類型有:1)滾動軸承,包括球軸承和圓柱滾子軸承;2)液體動壓軸承;3)液體靜壓軸承;4)空氣軸承;5)磁浮軸承。滾動軸承具有明顯的
71、綜合優勢,應用最為廣泛。表表 6 6:不同軸承系統的性能比較不同軸承系統的性能比較 性能參數性能參數 滾動軸承滾動軸承 動壓軸承動壓軸承 靜壓軸承靜壓軸承 空氣軸承空氣軸承 磁浮軸承磁浮軸承 n.dm值 較高 中等 中等 非常高 非常高 長壽命 較長 較長 幾乎無限 幾乎無限 幾乎無限 高精度 高 高 非常高 非常高 非常高 高阻尼 較低 較大 較大 中等 較大 高剛度 較高 較高 很高 中等 較高 潤滑技術 簡單 中等 復雜 中等 復雜 低摩擦 中等 較大 較大 很小 很小 低價格 較低 可接受 可接受 可接受 昂貴 資料來源:機床產品創新與設計(張曙等編)3.33.3、進給進給驅動驅動工業
72、母機之“右手”工業母機之“右手”數控機床的進給驅動系統是在數控系統的指揮下,將機床的執行部件(如工作臺、滑座、立柱等)移動到預定位置,主要由以下部分組成:1)位置控制指令生成。待加工的零件通過數控編程后生成刀具軌跡并分解為各軸的位移,發出位置控制指令。2)伺服驅動。將位置指令的電信號通過速度控制、電流控制和功率放大后,借助伺服電動機轉換成機械運動。伺服電動機可以是旋轉電動機,也可以是直線電動機。速度反饋和電流反饋回路用以保證系統的工作穩定性。3)機械傳動。伺服電動機的回轉運動通過機械傳動機構轉換成直線運動,驅動諸如工作臺、滑座等執行部件實現所要求的位移。采用直線電動機等直接驅動方式可簡化機械傳
73、動。4)位置檢測與反饋。由直線或回轉位移測量裝置檢測實際的直線位移和角位移并將誤差反饋給位置控制環,加以補償。敬請參閱最后一頁特別聲明-23-證券研究報告 機械行業機械行業 數控程序的插補功能,生成進給運動的路徑規劃。在刀軌規劃中不僅要考慮刀具的位移和進給速度,還要考慮其加速度和加加速度,然后向驅動系統輸出參考軌跡的位移、速度、加速度和加加速度 4 個參數,進行各軸運動軌跡的控制。在進給驅動系統動力特性的影響下獲得真實的位移,并將其反饋給位置信號的輸入端,形成一個閉環回路。圖圖 4242:進給驅動的組成進給驅動的組成 資料來源:張曙直線進給驅動及其技術熱點 機床進給驅動的任務是完成刀具和工件之
74、間的復雜空間運動。按照運動的形式,可以分為直線進給驅動和回轉進給驅動兩大類。按照驅動動力和執行部件之間是否有中間機械傳動環節,可分為間接驅動和直接驅動。1)實現間接直線驅動的機械傳動機構有絲杠螺母、齒輪齒條和蝸桿齒條;2)能完成直接直線驅動的有直線電動機和電液伺服作動器;3)實現間接回轉驅動的機械傳動機構有蝸輪蝸桿、滾柱凸輪傳動;4)能完成直接回轉驅動的有力矩電動機、伺服作動器和混合驅動裝置等。圖圖 4343:進給系統的分類進給系統的分類 進給驅動直線進給間接驅動直接驅動直接驅動滾柱凸輪間接驅動回轉進給蝸輪蝸桿伺服作動器直線電動機蝸桿齒條齒輪齒條絲杠螺母力矩電動機伺服作動器混合驅動 資料來源:
75、機床產品創新與設計(張曙等編)敬請參閱最后一頁特別聲明-24-證券研究報告 機械行業機械行業 3.3.13.3.1、直線進給直線進給 滾珠絲杠:滾珠絲杠:滾珠絲杠的傳動效率高,具有高載荷下發熱量較小、磨損小、壽命長和無爬行以及驅動力矩大等一系列優點,應用廣泛,是高性能數控機床不可或缺的功能部件。滾珠絲杠副廣泛用于各種機床中行程小于 5m 的水平和垂直進給驅動系統,也有10m 以上行程的個別案例。機床上所采用的滾珠絲杠的直徑和導程多在12mm160mm 和 5mm40mm 范圍之間。根據 NSK 披露,數控機床中車床、銑床、鏜床、鉆床、沖床等常用精度等級為 C5,磨床、電火花加工機械、線切割機等
76、常用精度等級為 C3。圖圖 4444:不同用途區分的不同用途區分的滾珠絲杠精度等級表滾珠絲杠精度等級表 資料來源:NSK 由于滾珠需要無限循環,所有滾珠絲杠至少由絲杠軸、螺母、滾珠、循環部件四大零部件構成。按照滾珠循環方式,可分為內循環、外循環兩大類型:(1)內循環在相鄰的導程間通過馬蹄狀導流器循環,適合小導程;(2)外循環又分為端部導流式、管循環式、端蓋式。其中端部導流式在螺母端部沿絲杠螺紋槽切線方向平滑地將滾珠掬起,并通過設在螺母內部的貫通孔循環,適合高速靜音傳送;管循環式在適合滾珠大小的循環管內使滾珠通過始點、終點間往復循環,規格(軸徑、導程)的對應范圍廣;端蓋式在螺母端部配置拉升滾珠的
77、端蓋,在螺母內設置的貫通孔循環,適合大導程。敬請參閱最后一頁特別聲明-25-證券研究報告 機械行業機械行業 表表 7 7:滾珠絲杠分類與特點滾珠絲杠分類與特點 絲杠分類絲杠分類 構造構造 優點優點 缺點缺點 圖例圖例 內循環 在相鄰的間距(導程)間,通過馬蹄狀導流器改變滾珠的行進方向,返回絲杠軸的原先位置 滾珠循環的回路短、流暢性好、效率高、螺母的徑向尺寸小,可進行緊湊設計 導流器加工困難,裝配調整過程復雜 外循環 端部導流式 在螺母端部沿絲杠螺紋槽切線方向平滑地將滾珠掬起,并通過設在螺母內部貫通孔循環 螺母外徑小,可進行緊湊設計,噪音較小 管路轉彎處易磨損 管循環式 滾珠從絲杠軸的末端進入循
78、環管,再重新返回初始點,實現往復循環 結構相對簡單,規格應用范圍廣 循環回路長,流暢性差 端蓋式 滾珠從端蓋部導入,通過絲母上的貫通孔返回起始位置 適合大導程應用 滾珠循環部的構造復雜,缺乏通用性 資料來源:NSK、光大證券研究所 從市場空間來看,全球滾珠絲杠市場規模穩健增長,中國已成為最重要的消費市場之一,長期成長空間可觀。根據秦川機床公告,2016-2021 年全球滾珠絲杠市場規模從 13.1 億美元增長至 17.5 億美元;同期我國滾珠絲杠市場規模從 16.8億元增長至 25.6 億元。中國已成為滾珠絲杠產品重要的消費市場之一,約占全球規??偭康?20%左右。從市場競爭格局看,目前全球主
79、要的滾珠絲杠廠商有 NSK、THK、SKF 等,根據華經產業研究院統計,2021 年 CR5 銷售額市占率達到約 46%,其中主要來自歐洲和日本,日本和歐洲滾珠絲杠企業占據了全球約 70%的市場份額。敬請參閱最后一頁特別聲明-26-證券研究報告 機械行業機械行業 圖圖 4545:20152015-20222022 年全球滾珠絲杠市場規模年全球滾珠絲杠市場規模 圖圖 4646:20152015-20222022 年年中國中國滾珠絲杠市場規模滾珠絲杠市場規模 4 6 8 0 5 10 15 20 20152016201720182019202020212022E市場規模(億美元)同比(%)(右軸)
80、4 6 8 10 12 14 16 18 0 5 10 15 20 25 30 20152016201720182019202020212022E市場規模(億元)同比(%)(右軸)資料來源:秦川機床公告預測、光大證券研究所 資料來源:秦川機床公告預測、光大證券研究所 國內滾珠絲杠高端市場基本被德國力士樂、日本 THK、NSK 占據,中端市場則由德國、日本品牌(力士樂、THK、NSK),中國臺灣地區品牌(上銀、銀泰),中國大陸品牌(漢江、南工藝)占據。圖圖 4747:20212021 年國內滾珠絲杠高端市場年國內滾珠絲杠高端市場 圖圖 4848:20212021 年國內滾珠年國內滾珠絲杠中端市場
81、絲杠中端市場 90%10%10%德國:力士樂、日本:THK、NSK中國大陸:漢江、南工藝中國臺灣地區:上銀、銀泰 30%40%30%德國:力士樂、日本:THK、NSK中國大陸:漢江、南工藝中國臺灣地區:上銀、銀泰 資料來源:金屬加工微信公眾號;銷售額口徑 資料來源:金屬加工微信公眾號;銷售額口徑 直線電機:直線電機:直接進給驅動是依靠直線電動機初級和次級間的磁力移動工作臺,中間沒有機械傳動元件,導軌一般與滾珠絲杠驅動裝置一樣。由于沒有絲杠、螺母、聯軸節、電機軸和軸承的柔度,切削載荷和運動質量直接作用在直線電動機上。與滾珠絲杠驅動相較,直線驅動的加速度較高,移動速度快,能快速定位,伺服帶寬大等優
82、點。此外,由于直線電動機無接觸傳遞力,機械摩擦損耗和爬行現象幾乎為零,能達到比滾珠絲杠更高的精度和可靠性。直線電動機分為同步直線電動機和感應直線電動機兩類,感應電動機的定子由金屬條構成,同步電動機的定子由永磁材料構成。商品化的同步電動機產生的最大推力達 1520 kN,額定推力 68 kN,遠比感應電動機的最大推力 510 kN,額定推力 0.82 kN 為高,適用于重切削的機床。而商品化的感應直線電動機由于推重比高(小型感應直線電動機重量僅 1.5kg),因此較適合中小型要求高加速度的機床使用。敬請參閱最后一頁特別聲明-27-證券研究報告 機械行業機械行業 圖圖 4949:直線電動機直線電動
83、機原理原理 圖圖 5050:直線電動機直線電動機 資料來源:科爾摩根 資料來源:科爾摩根 目前,直線電機的主要應用領域包括電子、半導體、醫療等領域,隨著下游應用場景的增加、技術的逐漸成熟,直線電機有望成為性價比更高的選擇,行業規模也將隨之快速增長。據 Transparency Market Research 數據,2022 年全球直線電機行業市場規模約為 18 億美元,到 2031 年預計增長至 31 億美元。目前我國直線電機市場 60%以上的市場份額由中國大陸以外的品牌壟斷,這些品牌主要集中在新加坡、中國臺灣地區、日本以及歐美地區,而中國大陸品牌競爭力較弱,在中國大陸僅有少數企業能夠系統地完
84、成工藝要求。具體來看,目前中國大陸直線電機行業領先企業主要包括雅科貝思、大族電機、德康威爾、東莞智贏、泰科貝爾等。圖圖 5151:全球全球直線電機行業市場直線電機行業市場 圖圖 5252:全球全球直線電機行業市場直線電機行業市場格局格局 0510152025303520222031市場規模(億美元)6.6%資料來源:Transparency Market Research 資料來源:transparency market research 與滾珠絲杠驅動相較,直線驅動的加速度較高,移動速度快,能快速定位,伺服帶寬大等優點。此外,由于直線電動機無接觸傳遞力,機械摩擦損耗和爬行現象幾乎為零,能達到
85、比滾珠絲杠更高的精度和可靠性。但是,直線電動機的加速性與運動的總質量成反比,與電動機驅動力成正比。其加速性并非在所有情況下都優于滾珠絲杠螺母系統。直線電動機只有在承載量較小時達到高加速度,而滾珠絲杠驅動卻在大范圍內保持其加速能力,因為運動慣性經過減速比才反映到回轉電動機上。敬請參閱最后一頁特別聲明-28-證券研究報告 機械行業機械行業 圖圖 5353:直接驅動與直接驅動與間接驅動的加速能力間接驅動的加速能力 圖圖 5454:直接驅動與間接驅動的成本比較直接驅動與間接驅動的成本比較 資料來源:張曙直線進給驅動及其技術熱點 資料來源:張曙直線進給驅動及其技術熱點 表表 8 8:直線電機直驅方式與傳
86、統驅動方式性能比較直線電機直驅方式與傳統驅動方式性能比較 性能性能 旋轉電機旋轉電機+滾珠絲杠方式滾珠絲杠方式 直線電機直驅方式直線電機直驅方式 最高速度(m/min)90120 60200 最大加速度(g)1.5 210 精度(m/300)5 0.5 重復定位精度(m)3 0.1 靜態剛度(N/m)90180 70270 動態剛度(N/m)90120 160210 平穩性(%速度)10 1 調整時間(ms)100 1020 工作壽命(h)600010000 50000 行程 受絲桿限制 不受限制 工作死區 存在反向工作死區,螺距誤差傳遞 無反向間隙,無誤差傳遞 頻率響應特性 附件慣性大,響應
87、慢 附件慣性小,較高的頻率影響特性 其他 摩擦磨損引起精度漸變、彈性形變引起爬行等 無上述現象 資料來源:唐傳勝永磁同步直線電機控制方法研究 3.3.23.3.2、圓周進給圓周進給 機床在加工負責形狀表面時,為了提高加工效率、保證加工質量和防止干涉,除了笛卡爾坐標系 X、Y、Z 軸的直線進給外,還需要控制刀具與工件相對姿態的回轉坐標系 A、B、C 軸的圓周進給。第 4 和第 5 軸的圓周進給是 5 軸聯動加工機床的關鍵技術之一。它可以是 AC 軸聯動、AB 軸聯動或 BC 軸聯動。這兩種圓周進給可由安裝工件的工作臺完成,也可以由裝有刀具的主軸系統來完成,或者由兩者共同完成。對各類機床以及復雜的
88、加工中心來說,回轉工作臺是其圓周進給運動功能實現最為關鍵的部分,在各類機床和加工中心上廣泛應用的回轉工作臺可以如下劃分,分度工作臺、數控回轉工作臺以及直驅回轉工作臺。敬請參閱最后一頁特別聲明-29-證券研究報告 機械行業機械行業 間接驅動間接驅動 間接驅動包括蝸輪蝸桿轉臺、凸輪滾子轉臺以及諧波轉臺。蝸輪蝸桿副是傳統的分度和圓周進給機構,廣泛用于鏜銑床和齒輪加工機床。通常作為分度裝置,對于 100mm 到 500mm 直徑的工作臺分度精度一般為20左右。滾柱驅動(RollerDrive)是一種新型的無間隙傳動機構,可用于構建新型數控回轉工作臺。滾柱驅動的工作臺的靜態和動態性能皆明顯高于傳統的蝸輪
89、蝸桿驅動的工作臺。圖圖 5555:蝸輪蝸桿傳動的工作臺蝸輪蝸桿傳動的工作臺 圖圖 5656:滾柱傳動機構的原理滾柱傳動機構的原理 資料來源:張曙回轉工作臺和圓周進給 資料來源:張曙回轉工作臺和圓周進給 中小型雕刻機的雕刻、鉆銑、車削、打孔等工藝中,數控回轉工作臺不僅需要高速輸出,也需要低速高精度輸出。蝸輪蝸桿轉臺扭矩高,但是精度難以保證,且采購及維護成本較高。諧波轉臺主要由諧波減速器和伺服電機組成,具有精度高、體積小、傳遞扭矩大、成本低等優點,能夠適應于各種機床的生產需求,近年來在市場上的占比也越來越大。諧波轉臺主要應用于如筆記本電腦、手機殼、手表后蓋類 3C 產品、珠寶首飾等行業零件加工,可
90、以一次裝夾完成多面加工,大幅度提升設備加工效率和加工能力范圍。圖圖 5757:四軸轉臺:四軸轉臺 圖圖 5858:五軸轉臺:五軸轉臺 資料來源:開璇智能官網 資料來源:開璇智能官網 敬請參閱最后一頁特別聲明-30-證券研究報告 機械行業機械行業 直接驅動直接驅動 采用伺服電動機配合蝸輪蝸桿傳動副驅動的工作臺的缺點是體積大,電主軸和轉臺之間的干涉位置多,導致可用回轉半徑小,工件裝夾和機床操作不便。直接驅動的回轉工作臺是一項新技術,工作臺由專門設計的力矩電動機直接驅動,電動機的轉子與工作臺主軸直接連接在一起,中間沒有任何機械傳動機構。直接驅動回轉工作臺結構非常緊湊,動態性能好,慣性小,轉速高,除圓
91、周進給外,還可用于車削。由于沒有機械傳動的背隙和磨損問題,維修方便,輔以直接測量系統,可獲得很高的回轉精度(約5),使用壽命遠比機械傳動回轉工作臺長。圖圖 5 59 9:直接驅動工作臺和力矩電動機直接驅動工作臺和力矩電動機 資料來源:張曙回轉工作臺和圓周進給 大陸及中國臺灣地區生產廠家生產的中低檔數控轉臺占據了我國大部分的轉臺市場;少部分市場由美國、德國、日本等國家公司生產的高端產品所占據。內地最具競爭力的數控轉臺生產廠家是煙臺環球機床附件集團有限公司,該廠家的產品體系完備,規格齊全,種類繁多,且設計開發和制造方面具備豐富的經驗。中國臺灣地區的德川機械股份有限公司是專業數控轉臺生產廠商之一。國
92、外有日本的 NIKKEN(日研)、德國 Peiseler、美國 HASS 公司等專業的生產廠家。國內生產的數控轉臺產品與國外的產品相比,在精度、速度及可靠性等參數上仍與國外數控轉臺存在一定差距。2021 年中國數控轉臺市場銷售收入達到了 5.43 億美元,據 QYResearch 預計,2028 年可以達到 11.17 億美元。從產品類型及技術方面來看,單軸占有重要地位,2021 年份額達到 89.43%,銷量達到 58678 臺,而雙軸由于價格較貴,從 2021 年銷量上來看僅為單軸的1/9,達到 6935 臺,但銷售額超過單軸的 1/3,達到 1.44 億美元。預計未來單軸和雙軸的比例穩定
93、,在 2028 年,單軸的銷量將達到 104280 臺,而雙軸達到13671 臺。從產品市場應用情況來看,與立式數控機床配套使用的數控轉臺最多,接近60%,在 2021 年達到 38816 臺,而臥式和龍門分別達到 19330 臺與 7467 臺。未來增長速度最快的為龍門數控機床,2022-2028 年的 CAGR 達到 9.69%。目前中國主要廠商包括旭陽國際精機、寶嘉誠、德川機械、潭佳精密科技和潭興精工等,2021 年 Top5 廠商份額占比超過 50%。敬請參閱最后一頁特別聲明-31-證券研究報告 機械行業機械行業 圖圖 6060:中國數控轉臺市場規模中國數控轉臺市場規模 圖圖 6161
94、:中國數控轉臺市場(單軸與雙軸)中國數控轉臺市場(單軸與雙軸)(20212021)-15%-10%-5%0%5%10%15%20%020040060080010001200市場規模增長率(右軸)050100150200250300350400450010000200003000040000500006000070000單軸雙軸銷量(臺)銷售額(百萬美元)(右軸)資料來源:QYResearch 預測、光大證券研究所;單位:百萬美元 資料來源:QYResearch、光大證券研究所 3.43.4、測量測量系統系統:工業母機之“眼”:工業母機之“眼”數控機床檢測元件的作用是檢測位移和速度,發送反饋信號
95、,構成閉環控制。位置檢測裝置的分類按照不同的分類標志,可以分為不同的類型。根據測量方法,可分為增量式和絕對式;根據檢測信號的類型,可分為模擬式和數字式;根據安裝的位置及耦合方式,可分為直接測量和間接測量;根據運動形式,可分為回轉型和直線型檢測裝置。表表 9 9:常用位置檢測裝置常用位置檢測裝置分類分類 分類分類 數字式數字式 模擬式模擬式 增量式 絕對式 增量式 絕對式 回轉型 增量式脈沖編碼器 圓光柵尺 絕對式編碼器 旋轉變壓器 圓磁尺圓盤感應同步器 多極旋轉變壓器 三速圓感應同步器 直線型 計量光柵尺 激光干涉儀 多通道透射光柵尺 編碼尺 直線感應同步器 磁尺 三速感應同步器 絕對值式磁尺
96、 資料來源:數控技術馬宏偉主編 3.4.13.4.1、編碼器編碼器 編碼器是一種旋轉式測量元件,通常裝在被測軸上,隨被測軸一起轉動,可將被測軸的角位移轉換成增量脈沖或絕對式的數字代碼。在數控機床上,通常與驅動電動機同軸連接,屬間接式測量元件。編碼器根據內部結構和檢測方式分類,可分為接觸式、光電式和電磁式三種。按照編碼方式可分為絕對式編碼和增量式編碼兩種。在數控機床上,大多采用光電式增量脈沖編碼器。敬請參閱最后一頁特別聲明-32-證券研究報告 機械行業機械行業 圖圖 6262:光電編碼器的結構示意圖光電編碼器的結構示意圖 資料來源:數控技術馬宏偉主編 從編碼器在機床各部分的使用來看,編碼器可以分
97、類為:主軸編碼器,手持脈沖發生器,分度頭編碼器(角度編碼器),刀架編碼器,伺服進給編碼器。表表 1010:編碼器在機:編碼器在機床各部件中的應用床各部件中的應用 分類分類 安裝位置安裝位置 安裝要求安裝要求 主軸編碼器 主軸 主軸帶動工件或刀具旋轉,其高剛性、高精度、高強度、高轉速特點,要求編碼器具有高防護等級、耐震動、具有一定剛性和回轉精度要求。手動脈沖發生器 手動脈沖發生器 手動脈沖發生器用于工件加工的原點修正,手動脈沖發生器要求手感舒適、準確性好、耐磨性好、抗震能力強。分度頭編碼器 分度盤 分度盤是將工件夾持在卡盤上或兩頂尖間,并使其旋轉、分度和定位,精度要求高、準確度要求高,因此必須使
98、用高分辨率和高精度的角度編碼器,刀架用編碼器 刀架 刀架可自動更換刀具,工作環境惡劣,要求故障率小,但對編碼器分辨率要求較低。伺服進給編碼器 伺服系統 目前伺服進給編碼器主要分三類,分別是增量式、增量總線式、絕對式。資料來源:王忠杰光柵編碼器在機床行業中的應用 根據 MMR 數據,全球編碼器市場規模將從 2022 年的 25.2 億美元提升至 2029年的 49.6 億美元,CAGR 為 10.1%。圖圖 6363:全球編碼器市場規模全球編碼器市場規模 圖圖 6464:全球編碼器市場全球編碼器市場(直線型與旋轉型)(直線型與旋轉型)010203040506020222029市場規模(億美金)C
99、AGR 10.1%資料來源:MMR 資料來源:MMR 美國是編碼器解決方案銷售的主要國家之一。美國擁有主要的編碼器制造商,包括霍尼韋爾國際公司、羅克韋爾自動化公司、海德漢公司等。敬請參閱最后一頁特別聲明-33-證券研究報告 機械行業機械行業 中國是編碼器消費的重要國家。這歸因于汽車和其他制造業對編碼器的需求大幅增長,以及該國最終用途行業的增長。由于市場參與者的大量存在以及工業革命4.0 在該國的不斷發展,多年來對編碼器的需求不斷增加。圖圖 6565:全球編碼器市場全球編碼器市場規模規模(按檢測方式)(按檢測方式)圖圖 6666:全球編碼器市場全球編碼器市場規模規模(按地域)(按地域)資料來源:
100、MMR 資料來源:MMR 3.4.23.4.2、光柵尺光柵尺 光柵尺是光柵線位移傳感器的簡稱,是一種利用光柵原理實現線位移測量的傳感器。光柵線位移傳感器主要應用于直線移動導軌機構,可實現移動量的精確顯示和自動控制,廣泛應用于金屬切削機床加工量的數字顯示和 CNC 加工中心位置環的控制。按照材質不同,可分為玻璃光柵和鋼光柵;按照測量原理可分為絕對式和增量式;按照掃描方式可分為成像掃描和干涉掃描;按照防護性能不同,可分為封閉式光柵尺和開放式光柵尺。從產品類型及技術方面來看,目前增量式光柵尺由于較低的成本和技術要求,占有超過 80%的份額。預計未來幾年,絕對式光柵尺將保持更快的增長速度。圖圖 676
101、7:光柵尺測量系統組成原理光柵尺測量系統組成原理 資料來源:數控技術馬宏偉主編 光柵是實現高精度測量的基礎,其由一系列等間距排列的刻線和狹縫組成,其間距誤差極小,刻線邊緣整齊清晰。根據海德漢公司產品手冊,公司通過光刻、鍍膜等工藝制造的光柵包括 DIADUR 精密光柵、METALLUR 光柵、相位光柵、敬請參閱最后一頁特別聲明-34-證券研究報告 機械行業機械行業 SUPRADUR 光柵、OPTODUR 光柵、MAGNODUR 光柵等,度可達到微米級或亞微米級。圖圖 6868:封閉式直線光柵尺結構示意圖封閉式直線光柵尺結構示意圖 圖圖 6969:相位光柵的刻線高度約為相位光柵的刻線高度約為 0.
102、25 m0.25 m 資料來源:海德漢官網 資料來源:海德漢官網 成像掃描原理成像掃描原理 成像掃描原理是用透射光生成信號,兩個柵距相同或相近的光柵與掃描掩膜彼此相對運動。在狹縫對齊時,光線通過。如果一條光柵的柵線與另一條光柵上的狹縫對齊,光線無法通過。光電池組將光強變化轉化成電信號。掃描掩膜的特殊柵狀結構將光強調制為近正弦輸出信號。干涉掃描原理干涉掃描原理 干涉掃描原理是用精細柵狀結構的光衍射和光干涉生成位移信號,測量運動。光波穿過掃描掩膜時,將光波衍射為光強近似的三束光:+1、0 和-1。光柵尺所衍射的光波是反射的衍射光+1 和1 中光強最強的光束。這兩束光波在掃描掩膜的相位光柵處再次相遇
103、,再一次被衍射和干涉。也形成三束光,并以不同的角度離開掃描掩膜。光電池將這些交變的光強轉化成電信號。掃描信號基本沒有高次諧波,能進行高倍頻細分。因此,這些光柵尺特別適用于小測量步距和高精度應用。圖圖 7070:成像掃描原理成像掃描原理 圖圖 7171:干涉掃描原理干涉掃描原理 資料來源:海德漢官網 資料來源:海德漢官網 增量式光柵尺的測量原理是將光通過兩個相對運動的光柵調制成摩爾條紋,通過對摩爾條紋進行計數、細分后得到位移變化量,并通過在標尺光柵上設定一個或是多個參考點來確定絕對位置;絕對式光柵尺的測量原理是在標尺光柵上刻劃一條帶有絕對位置編碼的碼道,讀數頭通過讀取當前位置的編碼可以得到絕對位
104、 敬請參閱最后一頁特別聲明-35-證券研究報告 機械行業機械行業 置。絕對式光柵尺的優點是開電后直接得到當前位置信息,無需“歸零”操作,簡化控制系統設計。絕對式光柵尺可以從上一次停機的地方開始繼續原來的加工工作,提高了工作效率,并且可以隨時監控光柵尺所處的位置,使得機床或儀器有一永遠不變的參考坐標,使機床或儀器的誤差修正等工作變得非常容易和可靠。因此,絕對式光柵尺是未來光柵尺發展的一個趨勢,會逐步取代增量式光柵尺被廣泛的應用到精密數控機床上。圖圖 7272:增量式光柵尺增量式光柵尺 圖圖 7373:絕對式光柵尺絕對式光柵尺 資料來源:胡國良絕對式光柵傳感器關鍵技術的研究 資料來源:胡國良絕對式
105、光柵傳感器關鍵技術的研究 根據 Global Info Research,2020 年,中國光柵尺市場規模達到了 10.3 億元,預計 2027 年將達到 19.7 億元,年復合增長率(CAGR)為 9.7%。2020 年全球光柵尺收入大約 6.18 億美元,預計 2026 年達到 7.16 億美元,2020 至 2026 期間,年復合增長率為 2.5%。圖圖 7474:中國光柵尺市場中國光柵尺市場 圖圖 7575:全球光柵尺全球光柵尺市場市場 051015202520202027中國市場CAGR 9.7%5.6 6.0 6.4 6.8 7.2 7.6 20202026全球市場CAGR 2.5
106、%資料來源:Global Info Research 預測;單位:億元 資料來源:Global Info Research 預測;單位:億美元 光柵尺常用于數控機床的閉環伺服系統中。在機床中用于檢測刀具和工件的坐標,觀察和跟蹤走刀誤差,起到補償刀具運動誤差的作用。中國市場,光柵尺主要用在高性能機床、磨床、車床、銑床和加工中心等。其他領域及其他設備包括半導體行業的生產和測量設備、電路組裝設備、測量顯微鏡和其他精密設備等。從產品市場應用情況來看,目前,數控機床是最大的下游應用領域,占有 67%的份額(2021 年),預計接下來幾年該領域依然是最大的下游市場,尤其是其中的高端類型。目前中國光柵尺市場
107、,主要由德國的海德漢 Heidenhain、西班牙發格、英國雷尼紹、和三豐 Mitutoyo 等歐洲和日本品牌主導,尤其是在中高端領域,這幾個 敬請參閱最后一頁特別聲明-36-證券研究報告 機械行業機械行業 品牌占有接近 90%的市場份額。國內本土廠商主要是長春光機數顯技術有限責任公司(長春禹衡光學)、廣州市諾信數字測控設備有限公司(信和)和東莞市索信測量儀器有限公司等。目前國內廠商主要產品是增量式光柵尺,不過長春光機已經突破了絕對式光柵尺的相關技術,預計未來幾年,本土品牌將扮演更重要的角色。圖圖 7676:中國中國光柵尺下游應用領域光柵尺下游應用領域(20212021)圖圖 7777:中國中
108、國光柵尺光柵尺銷量銷量 數控機床67%其他領域33%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%050100150200250中國地區銷量(千臺)增長率(右軸)資料來源:Global Info Research 資料來源:Global Info Research 敬請參閱最后一頁特別聲明-37-證券研究報告 機械行業機械行業 4 4、投資建議投資建議 高檔數控機床是具有戰略性、基礎性地位的“工業母機”和高端裝備制造業的基石,作為高端裝備制造價值生成的重要基礎和產業躍升的關鍵支撐,其性能、質量和擁有量已成為當今衡量一個國家工業化水平與綜合國力的重要標志,對于我國制造業實現高水平科技自立
109、自強、塑造國際競爭新優勢具有重大的戰略意義。中國制造 2025 將“高檔數控機床”列為未來十年制造業重點發展領域之一。2023 年 7 月,工業和信息化部、教育部、科技部、財政部、國家市場監管總局等五部門聯合印發制造業可靠性提升實施意見,提出重點提升立/臥式加工中心、五軸聯動加工中心、車銑復合加工中心、重型數控機床等工業母機的可靠性水平。同月,財政部稅務總局印發關于工業母機企業增值稅加計抵減政策的通知,自 2023 年 1 月 1 日至 2027 年 12 月 31 日對生產銷售先進工業母機主機、關鍵功能部件、數控系統的企業,加計 15%抵減企業應納增值稅稅額。從產品特征看,高檔數控機床由刀具
110、、主軸、滾珠絲杠、導軌、卡盤、轉臺等核心功能部件以及主機、數控系統 3 大部分構成,是具備高成本、技術密集型、高端定制等特征的復雜產品系統。截至 2022 年底,國內高端機床國產化率不足 10%,進口替代空間巨大,但國內開展高端機床業務的企業數量及產銷量仍與發達國家相差較大,而且高檔數控系統及關鍵功能部件仍以進口為主。隨著 推動大規模設備更新和消費品以舊換新行動方案 出臺,有望釋放國內機床設備更新需求,推動高端數控機床國產替代,加速關鍵工序數控化率提升。投資方面:整機層面:整機層面:看好技術領先的頭部機床企業,建議關注科德數控(五軸聯動數控機床)、海天精工(數控龍門加工中心)、紐威數控(立加、
111、臥加產品線豐富)、宇環數控(數控研磨拋光);零部件層面:零部件層面:1)數控系統作為工業母機之“腦”,技術壁壘高,產業鏈地位關鍵,建議關注華中數控;2)主軸與進給系統作為工業母機之“四肢”,是數控機床高精準度的保證,代表了高水平的機加工工藝和先進制造能力,建議關注貝斯特(絲杠)、昊志機電(主軸)、綠的諧波(轉臺);3)測量系統作為工業母機之“眼”,是數控機床實現閉環控制的重要組成,目前國產化率仍處于較低水平,建議關注奧普光電。敬請參閱最后一頁特別聲明-38-證券研究報告 機械行業機械行業 4.14.1、科德數控科德數控 科德數控股份有限公司是大連光洋科技集團有限公司的控股子公司,是中國本土專業
112、化高檔數控系統和關鍵功能部件的完整產業制造商;是國內制造類企業中,實現“機床和控制、反饋裝置及電機一體化”的知名供應商;憑借高度專業自主化程度,目前科德已經成長為國內頗具規模的五軸裝備產銷基地。公司主營業務為五軸聯動數控機床、高檔數控系統、關鍵功能部件以及柔性自動化產線。主要產品包括系列化五軸立式(含車銑)、五軸臥式(含車銑)、五軸龍門、五軸臥式銑車復合四大通用加工中心和五軸工具磨削、五軸葉片機、高速葉尖磨削中心三大系列化專用機床以及服務于高端數控機床的高檔數控系統,伺服驅動裝置、系列化電機、系列化傳感產品、電主軸、銑頭、轉臺等關鍵功能部件。在產品布局上,既有面向軍工領域打造的高端 KD 系列
113、,又有適用于民用領域的高性價比的德創系列。產品線覆蓋了高端數控機床領域大部分加工類型、尺寸規格的高端數控機床產品且產品的各項性能同國外先進產品基本相當,因此能夠滿足于航空、航天、兵器、能源、汽車等多數高端制造行業的多類型、多尺寸規格的部件加工需求。2022 年,公司高檔數控機床生產量 230 臺,同比+45.57%,銷售量 177 臺,同比+40.48%。2022 年,公司實現營業收入 3.15 億元,同比+24.39%,實現歸母凈利潤 0.60 億元,同比-17.04%。2023 年,公司實現營業收入 4.52 億元,同比+43.37%,實現歸母凈利潤 1.02 億元,同比+68.92%。風
114、險提示:五軸聯動機床高端細分領域國產替代進展不及預期的風險,競爭加劇的風險。4.24.2、海天精工海天精工 寧波海天精工股份有限公司是一家專業制造數控機床的上市企業,擁有寧波大港制造基地、寧波堰山制造基地、大連海天精工制造基地、寧波高端數控機床智能化生產基地,共計 50 余萬平方米的現代化恒溫加工裝配廠房,員工近 1900 人,是國家重大技術裝備企業,國家高新技術企業,省級高新技術研發中心。圖圖 7878:海天精工海天精工發展歷程發展歷程 2002寧波海天精工機械有限公司成立海天精工首次亮相北京第九屆中國國際機床展海天精工堰山制造基地10萬平方恒溫廠房投入運營海天精工獲得浙江省百強企業稱號海天
115、精工獲評中國機床工具行業30強高端數控機床智能化生產基地開工20042005數控機床實現批量化、規?;a200720092010海天精工獲評國家重大技術裝備企業20122013舉辦首屆海外銷售年會2015海天精工大連制造基地11.2萬平方恒溫廠房投入運營2016寧波海天精工股份有限公司在上交所正式掛牌上市2017海天精工參加第十五屆中國國際機床展覽會2022 資料來源:海天精工官網 2022 年,公司臥式、立式、龍門數控加工中心及其他機床生產量 5085 臺,同比+4.16%,銷售量 4825 臺,同比+10.74%。2022 年,公司實現營業收入 31.77 敬請參閱最后一頁特別聲明-39
116、-證券研究報告 機械行業機械行業 億元,同比+16.37%,實現歸母凈利潤 5.21 億元,同比+40.31%。2023 年 Q1-3,公司實現營業收入 25.07 億元,同比+5.95%,實現歸母凈利潤 4.64 億元,同比+18.94%。風險提示:宏觀經濟下行導致需求不及預期的風險,關鍵零部件依賴進口的風險,買方信貸結算方式發生連帶擔保賠償的風險。4.34.3、紐威數控紐威數控 紐威數控裝備(蘇州)股份有限公司座落于蘇州高新區科技城,占地面積 20 萬平方米,集恒溫綜合性裝配車間、精密檢測車間、精密機加工車間、噴涂車間及物流中心于一體的高標準現代化生產車間。紐威數控裝備引進歐美龍門五面體、
117、坐標鏜、高精度臥加、萬能磨床、導軌磨等作為工作母機,并配備三坐標、激光干涉儀、動平衡儀、主軸溫升試驗臺等檢測試驗設備。公司采用先進的 SAP 管理系統,致力于追求產品的零缺陷,為客戶提供優質的中高檔數控加工設備。公司現有大型加工中心、立式數控機床、臥式數控機床、典型行業應用機床等系列 200 多種型號產品,廣泛應用于汽車、新能源、航空、工程機械、模具、閥門、自動化裝備、電子設備、通用設備等行業,產品銷往全國和美國、德國、英國、意大利、俄羅斯、巴西等 40 多個國家和地區。圖圖 7979:紐威數控紐威數控發展歷程發展歷程 2010-20142010年:五大系列機床通過CE認證;獲“高新技術企業”
118、認定2011年:美國紐威設立;獲“江蘇省創新型企業”認定2012年:二期廠房開工建設;獲“江蘇省企業技術中心”認定2013年:NEWAY牌數控臥式車床獲“江蘇省名牌產品”認定;獲“國家火炬計劃重點高新技術企業”稱號2014年:二期廠房投入使用1997-20091997年:蘇州紐威機械成立2006年:蘇州紐威機床設計研究院成立2007年:紐威數控裝備成立2008年:第一臺機床下線,交付客戶使用;一期廠房開工建設2009年:一期廠房投入使用;通過ISO9001認證2015-20192015年:第5000臺機床下線2016年:多品類產品再獲高新技術產品認定;獲“江蘇省民營科技企業”認定2017年:訂
119、單承接超10億元人民幣;五軸立式、五軸龍門加工中心通過國家機床質量監督中心檢驗2018年:第10000臺機床下線2019年:公司更名為紐威數控裝備(蘇州)股份有限公司2020s2020年:獲“蘇州市質量獎;高架五軸龍門加工中心PMB3060U獲得“百大工業母機”稱號;三期廠房開工建設2021年:獲“江蘇省智能制造領軍服務機構”認定;上交所科創板成功上市;訂單承接超20億元人民幣2022年:第20000臺機床下線;獲“蘇州市智能工廠”認定;三期廠房投入使用2023年:紐威數控裝備四期高端數控裝備及核心功能部件項目簽約 資料來源:紐威數控官網 2022 年,公司大型加工中心、立式數控機床、臥式數控
120、機床及其他機床生產量2957 臺,同比-3.05%,銷售量 2871 臺,同比-3.37%。2022 年,公司實現營業收入 18.46 億元,同比+7.76%,實現歸母凈利潤 2.62 億元,同比+55.59%。敬請參閱最后一頁特別聲明-40-證券研究報告 機械行業機械行業 2023 年,公司實現營業收入 23.26 億元,同比+26.05%,實現歸母凈利潤 3.20億元,同比+21.89%。風險提示:核心零部件進口依賴的風險,競爭加劇的風險,主要采用銷售服務商及經銷模式引致的風險。4.44.4、宇環數控宇環數控 宇環數控機床股份有限公司是專業從事數控磨削設備及智能裝備的研發、生產、銷售與服務
121、,為客戶提供精密磨削與智能制造技術綜合解決方案,是國內精密數控磨床和數控研磨拋光設備領域的領軍企業。圖圖 8080:宇環數控宇環數控發展歷程發展歷程 2016-20192016年,子公司宇環智能通過國家高新技術企業認定,并順利通過ISO9001、ISO14001雙體系認證;2017年,公司在深交所中小板掛牌上市(股票代碼:002903);2018年,3款新產品整體技術均達到國際先進水平;2019年,新產品通過了科技成果評價與新產品(新技術)鑒定,整體技術達到國際先進水平。2011-20152011年,公司“汽車關鍵零件精密加工裝備與工藝”項目被列入國家科技支撐計劃項目;2012年,公司正式完成
122、股份制改造,更名為宇環數控機床股份有限公司;公司“超精密平面半固著CMP拋光關鍵技術與裝備的產業化應用項目”榮獲中國機械工業科學技術獎二等獎;2014年,公司布局進入機器人及智能裝備產業新興領域市場;2020s2020年,控股子公司湖南宇環精密制造有限公司正式成立;與華中數控股份有限公司聯合成立智能控制技術聯合實驗室;2022年,獲國家級專精特新“小巨人”企業;2023年,在新加坡注冊成立第一家海外公司“宇環國際有限公司”。2000s2004年,湖南宇環科技機械有限公司在瀏陽成立,其“YHDM-580立式數控雙端面磨床”成為國家火炬計劃項目產品;2006年,公司更名為湖南宇環同心數控機床有限公
123、司,專注數控機床領域;2009年,公司“YTMCNC8336-16全數控高速凸輪軸磨床”通過中國機械工業聯合會部級科技成果鑒定;2010年,公司研制新品“YTMK750A高精度數控雙端面磨床”被認定為國家重點新產品。資料來源:宇環數控官網 公司產品主要分為數控磨床、數控研磨拋光機和智能裝備系列產品,廣泛應用于消費電子、汽車工業、能源電力、新材料、粉末冶金等行業領域。2022 年,公司實現營業收入 3.58 億元,同比-18.39%,實現歸母凈利潤 0.55億元,同比-24.63%。2023 年 Q1-3,公司實現營業收入 3.00 億元,同比-1.86%,實現歸母凈利潤 0.38 億元,同比-
124、28.13%。風險提示:技術升級迭代的風險,核心客戶集中度過高的風險。敬請參閱最后一頁特別聲明-41-證券研究報告 機械行業機械行業 4.54.5、華中數控華中數控 武漢華中數控股份有限公司創立于 1994 年,是國產中、高檔數控系統研究和產業化基地,國產數控系統行業首家上市公司。主營業務包括數控系統配套、工業機器人及智能制造、工程職業教育、新能源汽車配套、紅外人體測溫設備等。圖圖 8181:華中數控華中數控發展歷程發展歷程 2016數控機床互聯通訊協議標準聯盟在武漢正式成立;華中8型高性能數控系統亮相國家“十二五”科技創新成就展。2017成為“換腦工程”主要承擔單位,推進重點領域“中國造”;
125、3C制造領域累計為國產鉆攻中心奪取25%的市場份額。2020佛山華數機器人獲批工信部專精特新“小巨人”稱號;蘇州華數機器人獲批江蘇省“國家高新技術企業”。2019公司自主研發的中國版數控機床互聯通訊協議(NCLink)亮相CIMT2019;承擔的國家科技專項課題“基于國產64位軟硬件的數控裝置應用與推廣”通過驗收。2021華中8型V2.4數控系統線上發布;基于人工智能技術的華中9型智能數控系統發布;旗下4家企業入選國家級專精特新“小巨人”企業;兩項目獲得2020年度國家科學技術進步二等獎。2022新增9家專精特新企業,旗下有國家級、省市級共14家“專精特新”企業;與華工激光合作,在三維五軸激光
126、切割機中實現數控系統國產化;拓展流體連接件、新能源汽車零部件、五軸數控系統。2018“高檔數控系統關鍵技術標準體系與應用”榮獲2018年國家科技進步獎二等獎。資料來源:華中數控官網 公司堅持“一核三軍”的發展戰略,即“以數控系統技術為核心,以機床數控系統、工業機器人及智能產線、新能源汽車配套為三個主要業務板塊”。2022 年,公司實現營業收入 16.63 億元,同比+1.81%,實現歸母凈利潤 0.17 億元,同比-46.20%。2023 年 Q1-3,公司實現營業收入 12.96 億元,同比+33.31%,實現歸母凈利潤-0.34 億元,同比轉虧。風險提示:市場競爭加劇的風險,數控系統技術迭
127、代的風險,原材料成本波動的風險。敬請參閱最后一頁特別聲明-42-證券研究報告 機械行業機械行業 4.64.6、奧普光電奧普光電 長春奧普光電技術股份有限公司成立于 2001 年 6 月,是由中國科學院長春光學精密機械與物理研究所和廣東風華高新科技股份有限公司等出資設立的高新技術企業。其前身是始建于 1958 年的中國科學院長春光機所實驗工廠。圖圖 8282:奧普光電奧普光電發展歷程發展歷程 1958長春光機所試驗工廠主要承擔研究所的科研試制任務,創造我國光學領域多個第一。建立起光機電綜合加工技術體系,具備了試制大型精密設備和小批量生產的能力與規模,為后續公司發展奠定了技術基礎,同時造就了一批大
128、國工匠,逐步積淀形成了公司文化內核中的軍工理念和工匠精神。2001長春奧普光電技術股份有限公司在研究所“研產學并舉”發展思路下,引入外部資源,完成股份制改造。完成多項國家重點任務,為我國航空航天及國防事業發展做出貢獻,同時聚焦光電領域,面向市場自主研發出多款創新產品,形成了公司軍民并舉的發展格局。2010登陸資本市場首次公開發行A股在深交所上市,股票代碼002338。資料來源:奧普光電官網 公司從事的主要業務為光電測控儀器設備、新型醫療儀器、光學材料、光柵編碼器、高性能碳纖維復合材料制品等產品的研發、生產與銷售。公司主導產品為光電經緯儀光機分系統、航空/航天相機光機分系統、新型雷達天線座、精密
129、轉臺、軍民兩用醫療檢測儀器、光柵編碼器、導彈火箭及空間結構件、k9 光學玻璃等。2022 年,公司實現營業收入 6.27 億元,同比+14.67%,實現歸母凈利潤 0.82億元,同比+75.31%。2023 年,公司實現營業收入 7.75 億元,同比+23.59%,實現歸母凈利潤 0.94 億元,同比+15.28%。風險提示:核心技術進步不及預期的風險,人才流失的風險,高端產品國產替代進度不及預期的風險。5 5、風險分析風險分析 (1)政策支持不及預期:數控機床屬于多個核心部件組合而成的技術密集型復雜產品,在實現國產替代的過程中需要政策支持。若相關政策支持不及預期,可能對技術攻關造成不利影響;
130、(2)競爭加劇風險:若不能實現高附加值產品的突破,則在中低端市場可能面臨競爭加劇的風險;(3)核心技術進步不及預期:若數控系統、主軸、絲杠等核心零部件的技術進步不及預期,可能對產業鏈造成負面影響。敬請參閱最后一頁特別聲明-43-證券研究報告 行業及公司評級體系行業及公司評級體系 評級評級 說明說明 行行 業業 及及 公公 司司 評評 級級 買入 未來 6-12 個月的投資收益率領先市場基準指數 15%以上 增持 未來 6-12 個月的投資收益率領先市場基準指數 5%至 15%;中性 未來 6-12 個月的投資收益率與市場基準指數的變動幅度相差-5%至 5%;減持 未來 6-12 個月的投資收益
131、率落后市場基準指數 5%至 15%;賣出 未來 6-12 個月的投資收益率落后市場基準指數 15%以上;無評級 因無法獲取必要的資料,或者公司面臨無法預見結果的重大不確定性事件,或者其他原因,致使無法給出明確的投資評級?;鶞手笖嫡f明:基準指數說明:A 股市場基準為滬深 300 指數;香港市場基準為恒生指數;美國市場基準為納斯達克綜合指數或標普 500 指數。分析、估值方法的局限性說明分析、估值方法的局限性說明 本報告所包含的分析基于各種假設,不同假設可能導致分析結果出現重大不同。本報告采用的各種估值方法及模型均有其局限性,估值結果不保證所涉及證券能夠在該價格交易。分析師聲明分析師聲明 本報告署
132、名分析師具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格并注冊為證券分析師,以勤勉的職業態度、專業審慎的研究方法,使用合法合規的信息,獨立、客觀地出具本報告,并對本報告的內容和觀點負責。負責準備以及撰寫本報告的所有研究人員在此保證,本研究報告中任何關于發行商或證券所發表的觀點均如實反映研究人員的個人觀點。研究人員獲取報酬的評判因素包括研究的質量和準確性、客戶反饋、競爭性因素以及光大證券股份有限公司的整體收益。所有研究人員保證他們報酬的任何一部分不曾與,不與,也將不會與本報告中具體的推薦意見或觀點有直接或間接的聯系。法律主體聲明法律主體聲明 本報告由光大證券股份有限公司制作,光大證券股份有限公司具有
133、中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格,負責本報告在中華人民共和國境內(僅為本報告目的,不包括港澳臺)的分銷。本報告署名分析師所持中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格編號已披露在報告首頁。中國光大證券國際有限公司和 EverbrightSecurities(UK)CompanyLimited 是光大證券股份有限公司的關聯機構。特別聲明特別聲明 光大證券股份有限公司(以下簡稱“本公司”)成立于 1996 年,是中國證監會批準的首批三家創新試點證券公司之一,也是世界 500 強企業中國光大集團股份公司的核心金融服務平臺之一。根據中國證監會核發的經營證券期貨業務許可,本公司的經營范圍包括證券投資咨
134、詢業務。本公司經營范圍:證券經紀;證券投資咨詢;與證券交易、證券投資活動有關的財務顧問;證券承銷與保薦;證券自營;為期貨公司提供中間介紹業務;證券投資基金代銷;融資融券業務;中國證監會批準的其他業務。此外,本公司還通過全資或控股子公司開展資產管理、直接投資、期貨、基金管理以及香港證券業務。本報告由光大證券股份有限公司研究所(以下簡稱“光大證券研究所”)編寫,以合法獲得的我們相信為可靠、準確、完整的信息為基礎,但不保證我們所獲得的原始信息以及報告所載信息之準確性和完整性。光大證券研究所可能將不時補充、修訂或更新有關信息,但不保證及時發布該等更新。本報告中的資料、意見、預測均反映報告初次發布時光大
135、證券研究所的判斷,可能需隨時進行調整且不予通知。在任何情況下,本報告中的信息或所表述的意見并不構成對任何人的投資建議??蛻魬灾髯鞒鐾顿Y決策并自行承擔投資風險。本報告中的信息或所表述的意見并未考慮到個別投資者的具體投資目的、財務狀況以及特定需求。投資者應當充分考慮自身特定狀況,并完整理解和使用本報告內容,不應視本報告為做出投資決策的唯一因素。對依據或者使用本報告所造成的一切后果,本公司及作者均不承擔任何法律責任。不同時期,本公司可能會撰寫并發布與本報告所載信息、建議及預測不一致的報告。本公司的銷售人員、交易人員和其他專業人員可能會向客戶提供與本報告中觀點不同的口頭或書面評論或交易策略。本公司的
136、資產管理子公司、自營部門以及其他投資業務板塊可能會獨立做出與本報告的意見或建議不相一致的投資決策。本公司提醒投資者注意并理解投資證券及投資產品存在的風險,在做出投資決策前,建議投資者務必向專業人士咨詢并謹慎抉擇。在法律允許的情況下,本公司及其附屬機構可能持有報告中提及的公司所發行證券的頭寸并進行交易,也可能為這些公司提供或正在爭取提供投資銀行、財務顧問或金融產品等相關服務。投資者應當充分考慮本公司及本公司附屬機構就報告內容可能存在的利益沖突,勿將本報告作為投資決策的唯一信賴依據。本報告根據中華人民共和國法律在中華人民共和國境內分發,僅向特定客戶傳送。本報告的版權僅歸本公司所有,未經書面許可,任
137、何機構和個人不得以任何形式、任何目的進行翻版、復制、轉載、刊登、發表、篡改或引用。如因侵權行為給本公司造成任何直接或間接的損失,本公司保留追究一切法律責任的權利。所有本報告中使用的商標、服務標記及標記均為本公司的商標、服務標記及標記。光大證券股份有限公司版權所有。保留一切權利。光大證券股份有限公司版權所有。保留一切權利。光大證券研究所光大證券研究所 上海上海 北京北京 深圳深圳 靜安區新閘路 1508 號 靜安國際廣場 3 樓 西城區武定侯街 2 號 泰康國際大廈 7 層 福田區深南大道 6011 號 NEO 綠景紀元大廈 A 座 17 樓 光大證券股份有限公司關聯機構光大證券股份有限公司關聯機構 香港香港 英國英國 中國光大證券國際有限公司中國光大證券國際有限公司 香港銅鑼灣希慎道 33 號利園一期 28 樓 EverbrightSecurities(UK)CompanyLimitedEverbrightSecurities(UK)CompanyLimited 6thFloor,9AppoldStreet,London,UnitedKingdom,EC2A2AP