《人形機器人行業系列深度報告:絲杠高壁壘&高價值量核心環節國產廠商充分受益量產浪潮-250227(57頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《人形機器人行業系列深度報告:絲杠高壁壘&高價值量核心環節國產廠商充分受益量產浪潮-250227(57頁).pdf(57頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、黃瑞連:黃瑞連:S1120524030001絲杠:高壁壘&高價值量核心環節,國產廠商充分受益量產浪潮請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明僅供機構投資者使用僅供機構投資者使用證券研究報告證券研究報告/行業深度行業深度研究報告研究報告2025年2月27日人形機器人系列深度報告:【華西機械團隊華西機械團隊】1行星滾柱絲杠:人形機器人核心零部件,高壁壘&高價值量環節。1)行星滾柱絲杠是人形機器人線性執行器核心部件,主要用于關節直線運動控制,驅動手足,配合旋轉關節實現跑跳等動作。從結構上看,同滾珠絲杠區別在于傳動部件為滾柱,主要依靠滾柱與絲杠、螺母之間的螺紋嚙合傳動來
2、傳遞動力,進而將伺服電機的旋轉運動轉化為直線運動,因此具備承載能力強、壽命長、體積小、傳動效率高等優勢。2)從價值量占比來看,Optimus整體軀干采用14根反向式行星滾柱絲杠,結合靈巧手中微型絲杠用量增加,我們預計絲杠零部件價值量占比超19%。3)行星滾柱絲杠的滾道、滾柱、滾柱螺母都具有齒形角 90的多頭螺紋,尤其反向式中螺母需要精磨內螺紋,大規模高精度量產具備較強的技術難度。下游展望:機床&新能源需求穩健增長,人形機器人打開市場空間。1)滾珠絲杠:2022年全球市場規模約為230.5億美元,細分下游來看,機床、新能源車、半導體為滾珠絲杠重要應用領域之一,我們預估2025年國內機床絲杠和導軌
3、的市場規模分別為42和70億元,合計112億元;新能源汽車催生大量滾珠絲杠需求,我們預計2030年全球車載絲杠市場規模將達到602億元。2)滾柱絲杠:2022年全球市場規模約12.7億美元,市場規模尚小,來自傳統行業的需求在于對滾珠絲杠和傳統液壓系統的加速替代。若我們假設單臺人形機器人對于行星滾柱絲杠的需求穩定在14個,則人形機器人產量達到100、500萬臺時,我們預計對應的行星滾柱絲杠市場需求分別為141和445億元,將徹底打開行星滾柱絲杠的需求空間。絲杠廠商擴產競賽開啟,工藝+設備為量產關鍵壁壘。1)從競爭格局來看,高端絲杠仍有海外企業主導,2022年Rollvis、GSA在我國滾柱絲杠領
4、域的市占率分別高達26%,合計占比超過50%,南京工藝、濟寧博特市場份額分別僅為8%、8%,國產替代空間較大。2)從加工工藝端來看,滾動絲杠核心壁壘在于螺紋加工,目前磨削仍為主流技術路線,因此磨床為絲杠擴產主要資本支出之一。高端磨床基本由歐洲、日本企業主導,海外產能有限,疊加進口受限,設備供應為另一大產業化壁壘。3)國內廠商在高端滾動絲杠領域加速布局,行業百花齊放:新劍傳動官宣擴產計劃,投入10億元建設年產100萬臺人形機器人絲杠項目;恒立液壓定增投入約15億元用于線性執行器項目;此外,軸承和絲杠技術端協同性較強,相關企業紛紛布局,產業有望快速推進。綜合批量穩定性及降本維度(規?;a)考慮,
5、看好具備規?;芗庸つ芰Φ膹S商邁向終局。投資建議:人形機器人量產浪潮來臨,絲杠作為價值量最高環節之一,國產供應商深度受益;板塊投資逐步重視基本面兌現能力,重點推薦具備大規模量產能力的【恒立液壓】,其他受益標的【貝斯特】【震??萍肌俊疚逯扌麓骸俊颈碧乜萍肌俊厩卮C床】【鼎智科技】【豐立智能】等。風險提示:人形機器人產業化不及預期,相關公司新業務拓展不及預期等。投資要點kVjVrQsQpMsPtN9PcM6MpNoOoMnQeRmMsRiNpPnR9PoOyRNZmNsRwMnPpO2目錄行星滾柱絲杠:人形機器人核心零部件,高壁壘&高價值量一下游:機床&新能源穩健增長,人形機器人打開市場空間二絲
6、杠廠商擴產競賽開啟,工藝+設備為量產關鍵壁壘三四本土重點公司梳理五投資建議與風險提示3絲杠傳動效率高、精度高、剛度高,是精密機械傳動主流方案。通過絲杠和螺母相對旋轉,絲杠可將軸端電機的轉動轉化為直線運動,進而實現高精度位移定位。特別地,絲杠還具有傳動可逆性,能夠將直線運動變為回轉運動。若按結構和工作原理,絲杠可以分為滑動絲杠、滾珠絲杠、滾柱絲杠三大類。以滾珠絲杠為例,拆解具體結構和傳動原理。1)從結構來看:絲杠本質就是一根圓柱軸(紅1),絲杠軸上面制有外螺旋滾道;左右兩端為軸頸(藍2和藍3),其中左端軸頸連負責聯結絲杠和電機,通過聯軸器或同步帶實現動力傳遞;右端軸頸起到支撐作用。滾珠螺母是用來
7、連接和固定需要移動的負載,螺母制有內螺旋滾道;反向循環裝置的作用是引導將鋼球回到起始點,做往復運動。簡單概括,滾珠絲杠主要由四個核心部件組成,包括絲杠軸、滾珠螺母、滾珠螺母內的鋼球以及反向循環裝置。圖:滾珠絲杠裝配明細圖(主要部件明細標注)1.1 絲杠:旋轉驅動轉化為直線運動的核心部件圖:絲杠具有傳動可逆性12342)傳動原理:絲杠軸上制有外螺旋滾道,螺母制有內螺旋滾道,將它們套裝在一起時,這些槽對合起來就形成了圓弧形螺旋通道,鋼球(滾珠)能夠在通道內循環滾動。當絲杠相對于螺母旋轉時(由電機驅動),滾珠在滾道內自轉,同時又在封閉的滾道內循環運動,使絲杠和螺母相對產生軸向運動,即可實現精準定位功
8、能。3)VS梯形絲杠:以滾動摩擦替代滑動摩擦,使得滾珠絲杠具有更高的傳動效率,同時具備更高的剛性和精度等特點,廣泛運用于數控機床、半導體、自動化等場景。梯形絲杠傳動效率較低,但具備一定自鎖性優勢。圖:滾珠螺母內滾珠之于滾道循環運動示意圖1.1 絲杠:旋轉驅動轉化為直線運動的核心部件剛性高絲桿可以加預壓,由于預壓力可使軸向間隙達到負值,進而得到較高的剛性。高速進給絲桿由于運動效率高、發熱小,所以可實現高速進給(運動)。動力更省驅動力矩僅為滑動絲杠副的1/3,具有較高的運動效率,可以更加省電。高精度絲桿都是由高水平的機械設備連貫生產出來的,制作精度更高。微進給可能絲桿由于是利用滾珠運動,所以啟動力
9、矩極小,不會出現滑動運動那樣的爬行現象,能保證實現精確的微進給。圖:滾珠絲杠具備剛性高、高速給進、動力更省、高精度以及微給進可能性等優點5 從工作原理上來看,滾珠絲杠有內循環與外循環兩種運行方式。滾珠在循環過程中始終不離開絲杠表面的稱為內循環;反之則為外循環。常見的浮動式、矩陣式結構為內循環,插管式及端塊式或端蓋式結構為外循環,如下圖所示。在相同導程與承載滾珠圈數的情況下,內循環存在無滾珠滾道區,故在軸向尺寸上較長;而外循環在軸向尺寸上結構相對緊湊,但滾珠的循環路線需要額外占用螺母的徑向區域,即在相同情況下螺母的直徑會增大,需要根據具體尺寸需求選取合適的滾珠絲杠結構。浮動式矩陣式插管式端塊式或
10、端蓋式1.1 絲杠:旋轉驅動轉化為直線運動的核心部件圖:根據循環方式的不同,滾珠絲桿可分為浮動式、矩陣式、插管式、端塊式或端蓋式四大類內循環外循環6 內循環與外循環的滾珠絲杠互有優劣,滾珠絲杠安裝形式對運動精度控制影響較大。常見安裝方式有4種:一端固定,另一端自由;兩端支撐;一端固定,另一端支撐;兩端固定。各安裝方式所適用的加工情況如下:方式適用于低速回轉、絲杠較短的情況;方式適用于中速回轉、精度不高的情況;方式適用于中速回轉、高精度的情況;方式適用于高速回轉、高精度的情況。1、內循環滾珠絲杠外形尺寸較小,反向器固定牢靠、剛性好且不易磨損;2、滾珠絲桿的反向通道短,滾珠數目少,流暢性好,摩擦損
11、失小,傳動效率高;3、相同公稱直徑的內循環螺母外徑比外循環要小,適合安裝空間比較緊湊的場合;4、內循環螺母配合的滾珠絲杠軸必須有一頭小于谷徑;5、相對于來說內循環的抗沖擊能力比不上外循環,所以大型絲桿以及高負載絲桿大都使用外循環結構;6、內循環多用塑料反向器,對工作溫度有一定的要求。圖:內循環與外循環的滾珠絲杠互有優劣圖:固定-自由圖:支撐-支撐圖:固定-支撐圖:固定-固定1.1 絲杠:旋轉驅動轉化為直線運動的核心部件7 1.2 行星滾柱絲杠:承載能力大幅提升,綜合性能指標最優行星滾柱絲杠以滾柱替代滾珠,承載能力、適用性等性能明顯優于滾珠絲杠。1)從器件結構來看:行星滾柱絲杠由絲杠軸、螺母、滾
12、柱、內齒圈和保持架等部分組成,同滾珠絲杠的區別在于傳動部件從滾珠變成滾柱。2)從運行原理來看:絲杠軸上的滾道、滾柱、滾柱螺母都具有齒形角 90的多頭螺紋,通常5-6頭,其中行星滾柱有雙凸圓弧的單頭螺紋(工藝核心難點)。類似滾珠絲杠,滾柱與滾道和滾柱螺母形成嚙合,絲杠上的扭矩通過滾柱傳遞到螺母上面,把轉矩轉化成推力,當滾柱絲杠旋轉時,滾柱既圍繞絲杠軸作公轉,又圍繞自身軸線作自傳,帶動滾柱螺母作軸向移動。滾柱絲杠螺母保持架圖:典型的行星滾柱絲杠副結構左圖:滾珠絲杠中滾珠和螺母配合截面圖右圖:滾柱絲杠中滾柱與螺母嚙合原理圖8 1.2 行星滾柱絲杠:承載能力大幅提升,綜合性能指標最優3)VS滾珠絲杠:
13、由于滾柱剛性強,行星滾柱絲杠可實現負載更大,同等規格下,額定重載能力是滾珠絲杠的3-6倍;同時接觸點依舊是滾動摩擦,盡管傳動效率略低于滾珠絲杠,但依舊保持在較高的水平。綜合來看,行星滾柱絲杠具備承載能力強、壽命長、體積小、傳動效率高、動態性能好、適用性強和安裝維護方便等優點,在數控機床、醫療器械、重型機械、武器裝備、航空航天等精密傳動領域具備廣闊的應用場景。序號優勢點1滾柱與絲杠接觸半徑更大,且所有滾柱同時參與嚙合接觸點多,比滾珠絲杠在相同絲杠直徑下承載能力提高6倍、相同負載下比滾珠絲杠節省1/3空間、壽命提高14倍、工作環境溫度范圍提高2倍。當滾柱絲杠直徑為120mm 時,其推力可達120t
14、。2滾柱絲杠用滾動摩擦代替滑動摩擦,與滾珠絲杠傳動效率相當,潤滑良好的情況下效率可達90。3滾柱相對于螺母沒有軸向運動,因此具有加速、旋轉和減速的能力,轉速可達6000rmin、直線速度2ms、加速度7000rads2、而滾珠絲杠很難達到上述指標。4采用行星機構控制滾柱運動,不需要滾動件循環裝置,且高速運轉時產生的振動噪聲較小5可在惡劣環境下使用。滾柱兩端的直齒與安裝在螺母內的內齒圈嚙合,容易保證正常運轉。6拆卸方便,拆卸時可不拆下滾柱,直接將螺母旋出。圖表:相較滾珠絲杠,滾柱絲杠在承載能力、使用壽命、調節能力等維度具備明顯優勢9 根據滾柱相對于絲杠、螺母運動關系的不同,行星滾柱絲杠主要分為標
15、準式、反向式、循環式、差動式和軸承環式五大類。在標準式行星滾柱絲杠中,絲杠為主動件,螺母為輸出構件,可實現較大行程,主要應用于精密機床、機器人、軍工裝備等領域,是應用最廣泛的行星滾柱絲杠產品類型,其余四類均為適用不同環境,而在其基礎上演變出來的產品類別。圖表:不同類別行星滾柱絲杠的結構、運行特點及應用領域對比標準式行星滾柱絲杠反向式行星滾柱絲杠循環式行星滾柱絲杠差動式行星滾柱絲杠軸承環式行星滾柱絲杠圖示結構絲杠、螺母為三角形多頭螺紋,滾柱為具有一定螺旋升角的球形單頭螺紋,并在其兩端加工有直齒,內齒圈固定 在螺母兩端并與滾柱兩端的直齒輪嚙合。其結構形式與標準式類似,不同在于其沒有內齒圈,絲杠兩端
16、加工有直齒與滾柱兩端的齒輪嚙合,且螺母作為主動件,其長度比標準式的大得多。相比于標準式去掉內齒圈,增加凸輪環結構(為了讓滾柱在螺母內旋轉一周后回到初始位置),另外其滾柱上無螺紋、齒輪結構,為環槽狀,環槽間距與絲杠、螺母的螺紋匹配,安裝在具有凹槽結構的保持架上。與標準式相比去掉內齒圈,滾柱上也沒有齒輪段。其滾柱、螺母均為環槽結構,且滾柱的環槽分為多段,其中小中徑段與螺母嚙合,大中徑段與絲杠嚙合。其滾柱與循環式相同,為環槽結構,相比于標準式,其螺母上去掉了內齒圈,增加了殼體、端蓋及推力圓柱滾子軸承等部件。運行特點&適用領域一般情況下,絲杠為主動件,螺母為輸出構件。它能夠實現較大行程,適用于環 境惡
17、劣、高負載、高速等場合,主要應用于精密機床、機器人、軍工裝備等領域。一般情況下,螺母為主動件,絲杠為輸出構件,滾柱、絲杠之間無相對軸向位移,其主要用于中小負載、小行程和高速的應用場景,于航空、航天、船舶、電力等領域。主要缺點為行程受到螺母內螺紋長度的限制。增加參與嚙合的螺紋數量,故具有較高的剛度和較大的承載能力,主要應用于要求高剛度、高承載、高精度的場合,如醫療器械、光學精密儀器等領域。其缺點在于其凸輪環結構會產生振動沖擊,存在噪音問題??梢垣@得更小導程,適用于傳動比較大,承載能力較高的場景。但在其運動過程中,螺紋會產生滑動現象,在重載情況下,容易產生磨損,導致精度喪失,可靠性降低等問題。推力
18、圓柱滾子軸承大大提高承載能力,同時也減小各構件間的磨損,增大傳動效率,其主要適用于高承載、高效率等場合,如石油化工、重型機械等領域。但其存在著結構復雜,徑向尺寸大,制造成本高等缺點。1.2 行星滾柱絲杠:承載能力大幅提升,綜合性能指標最優10 圖表:不同類型行星滾柱絲杠技術指標對比分析標準式行星滾柱絲杠反向式行星滾柱絲杠循環式行星滾柱絲杠差動式行星滾柱絲杠說明高精度、大負載的設計,可提供穩定的驅動扭矩。滾柱和螺母上的特殊齒輪,使絲杠在惡劣條件下能保持良好的運動狀態。其他的 4 種類型均是為了適應于不同的應用環境而在其基礎上演變而來的。滾柱不沿絲杠軸向運動,其行程運動是螺母的內螺紋。小導程、高負
19、載,以降低驅動扭矩。尺寸緊湊使直接導向成為可能。齒輪設計于滾柱和絲杠之間,可提供更平順穩定的同步旋轉運動。循環滾柱設計,滾柱是導向在一個托架中,其運動方式由一套凸輪控制,此設計具備極高的定位精度,分辨率、剛度和負載力??刹顒舆\動,可獲得更小的導程。應用于機電作動器時,在其他條件不變時可獲得更大的減速比。且其結構緊湊,使機電作動器具有更高的功率體積比和功率質量比。規格(絲杠中徑x導程)3.5x192x3610.5x280 x168x0.25125x55x0.8110 x2.36效率8090%7090%60-80%60%70%導程精度(每315mm行程)G1,G3,G5(6m,12m,23m)G1
20、,G3,G5(6m,12m,24m)G1,G3,G5(6m,12m,25m)T3,T5,T7(12m,23m,52m)靜態承載8.4KN-1898KN20.8KN-1225KN14.3KN-3972KN10KN-1300KN動態承載3.9KN-709KN13.4KN-559KN7.3KN-986KN8KN-550KN最高轉速12000轉/分10000轉/分10000轉/分14000轉/分軸向間隙0.02mm0.02mm0.02mm-0.01mm(過盈預緊)圖示適用領域適用于環境惡劣、高負載、高速、高價速度等場合,主要應用于精密機床、機器人、軍工裝備等領域,是目前應用最廣泛的類型。主要用于中小負
21、載、小行程和高速的應用場景,可替代傳統液壓、氣壓伺服作動系統用于航空、航天、船舶、電力等領域。主要應用于要求高剛度、高承載、高精度、中低速運行的場合,如醫療器械、光學精密儀器等領域。適用于傳動比較大、高速、重載的工作場合。主要缺點/行程受到螺母內螺紋長度的限制。其凸輪環結構會產生振動沖擊,存在噪音問題。運動時螺紋會產生滑動現象,重載下容易產生磨損、可靠性降低等問題。1.2 行星滾柱絲杠:承載能力大幅提升,綜合性能指標最優11資料來源:Tesla AI Day,前瞻產業研究院,36氪,芝能科技公眾號,新劍傳動官網,覓途咨詢,華西證券研究所1.3 Optimus:線性執行器核心部件,高壁壘&高價值
22、量環節絲杠為人形機器人線性執行器核心部件,我們預計價值量占比超19%。線性執行器主要用于人形機器人關節的直線運動控制,完成手臂、雙足的驅動,配合旋轉關節實現跑跳、拾取等動作。1)從結構來看:主要由無框力矩電機+行星滾柱絲杠+驅動器+編碼器+力傳感器等組成,其中絲杠是將無框力矩電機的旋轉驅動轉化為線性傳動的核心部件。2)從價值量來看:根據Tesla AI Day,2023年絲杠在人形機器人核心零部件價值量中占比達到14%。Optimus歷次迭代以來,絲杠用量不斷增長;隨著靈巧手廣泛應用,目前市場主流玩家多采用微型滾柱絲杠,因此絲杠價值量有望持續提升。根據覓途咨詢最新2024人形機器人產業鏈白皮書
23、,絲杠價值量占比19%。無框力矩電機21%減速器16%力傳感器16%絲杠14%空心杯電機4%慣導IMU1%其他28%圖:人形機器人中絲杠應用部位圖:2023年人形機器人核心零部件價值量分布圖:Optimus Gen3靈巧手預計共有22個自由度12資料來源:新劍傳動官網,競泰資本,Tesla AI Day,電機通,華西證券研究所Optimus主要采用反向式行星滾柱絲杠,通過驅動螺母帶動絲杠軸向運動(螺母作為主動件),可以理解成將螺母作為電機轉子實現電機和直線傳動機構(絲杠)融合的復合產品,好處就是在同等扭矩的基礎上可以產生更大的負載,同時體積更小。單機需求量約14個,具體拆分來看:Optimus
24、整體軀干包含28個關節執行器,其中線性執行器和旋轉執行器分別14個。1)就分布位置來看,14個線性執行器分別分布在大臂(2個,2*1)、小臂(4個,2*2)、大腿(4個,2*2)、小腿(4個,2*2)。2)就執行器類別來看,14個線性執行器包括三種,額定負載分別為500/3900/8000N。圖:特斯拉Optimus采用三種線性執行器1.3 Optimus:14個線性執行器,反向式行星滾柱絲杠為主圖:人形機器人線性執行器組成結構13資料來源:Tesla AI Day,華西證券研究所圖:特斯拉Optimus采用14個行星滾柱絲杠腕部:2*2個線性執行器,需要4個行星滾柱絲杠肘部:2*1個線性執行
25、器,需要2個行星滾柱絲杠大腿:2*2個線性執行器,需要4個行星滾柱絲杠小腿:2*2個線性執行器,需要4個行星滾柱絲杠1.3 Optimus:14個線性執行器,反向式行星滾柱絲杠為主14目錄行星滾柱絲杠:人形機器人核心零部件,高壁壘&高價值量一下游:機床&新能源穩健增長,人形機器人打開市場空間二絲杠廠商擴產競賽開啟,工藝+設備為量產關鍵壁壘三四本土重點公司梳理五投資建議與風險提示15 圖:2022-2030年全球滾珠絲杠市場規模CAGR約7%圖:2014-2022年我國滾珠絲杠需求量CAGR約13%全球滾珠市場穩健增長,我國市場增速明顯高于全球平均水平。1)全球:根據Zion Market Re
26、search數據,2022年全球滾珠絲杠市場規模約為230.5億美元,預計2030年全球市場規??蛇_405.7億美元,CAGR約為7.32%,保持穩健增長。2)中國:根據秦川機床2023年5月投資者關系活動表,我國2022年滾珠絲杠及滾動直線導軌市場容量約為145億元,預計年復合增長率達到10%以上,國內市場增速高于全球水平。2.1 滾珠絲杠:需求穩健增長,機床、新能源汽車為重要終端230.5405.701002003004005002022 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E全球市場規模及預測(億美元)全球市場規模及預測(億美元)0
27、%5%10%15%20%25%020040060080010001200140016001800201420152016201720182019202020212022E圖表標題產量(萬套)需求量(萬套)需求yoy16上游鋼鐵等原材料絲杠、螺母、滾珠等零部件車床、磨床、旋風銑床等絲杠設備中游滾珠絲杠副下游機床半導體裝置醫療機械機器人(人形/工業)專用機械電池制造裝置汽車軍工3C細分下游來看,滾珠絲杠應用領域廣泛,機床為主要應用領域之一。從絲杠產業鏈來看,作為將旋轉電驅動轉化為直線運動的核心部件,滾珠絲杠可廣泛應用于機床、半導體制造裝置、醫療機械、機器人、專用機械、電池制造裝置、汽車等眾多領域。
28、根據觀研報告網,其中機床、半導體制造裝置、醫療器械為目前最主要下游應用,占比分別為21.6%、17.3%、15.2%,合計占比高達54.1%。圖:滾珠絲杠下游應用領域廣泛機床,21.6%半導體制造裝置,17.3%醫療器械,15.2%機器人,10.8%專用器械,6.5%電池制造裝置,6.5%其他,22.1%圖:滾珠絲杠在機床領域應用占比最大,約占21.6%2.1 滾珠絲杠:需求穩健增長,機床、新能源汽車為重要終端17滾珠絲杠廣泛應用于機床傳動系統,技術指標要求較高。傳動系統為機床重要構成,滾珠絲杠的精準度與尺寸穩定性直接影響到機床加工精度。一般來講,機床整機中包含數套直線傳動系統(例如五軸機床3
29、個直線軸,需要3套),一套系統由兩道直線導軌和一根滾珠絲杠副組成。下圖為不同用途所對應的精度等級的示例,其中“標記”表示使用例的精度等級范圍,“標記”表示其中使用例較多的精度等級。(C0、C1、C3、C5、C7、C10,精度依次遞減)在數控機床的進給系統中,絲杠通常與電機和伺服控制系統配合,實現工件在工作臺上的精確移動。1.數控機床的進給系統在機床的調節系統中,絲杠被用于調節機床各個部件的位置和間距。通過旋轉絲杠,可以實現機床刀架、工作臺等部件的上下、左右或前后移動。2.機床的調節系統機床的縱進系統用于控制切削工具在工作過程中的進給速度和深度。絲杠作為縱進系統的主要傳動裝置,能夠實現工具在工件
30、表面的準確移動和切削深度的控制。3.機床的縱進系統在高速機床上,采用滾珠絲杠可以有效降低能量損耗和噪音產生,提高機床的運轉速度和效率。滾珠絲杠廣泛應用于高速切削、高速銑削等要求精度和速度的加工工藝中。4.滾珠絲杠在高速機床上的應用絲杠在機床的自動化系統中起到關鍵的作用。通過配合電動機和伺服控制系統,絲杠能夠實現機床自動化加工過程的精確和穩定。5.機床的自動化系統圖:絲杠廣泛應用于各類機床的傳動進給機構和調節移動機構圖:不同數控機床對于絲杠精度指標要求不同2.1 滾珠絲杠:需求穩健增長,機床、新能源汽車為重要終端18從價值量占比來看,傳動系統為機床重要成本構成,其中絲杠在零部件中成本占比約為3%
31、。1)整體來看,根據海天精工、科德數控招股書數據,傳動系統在數控機床零部件采購成本中占比15-20%,為主要成本構成之一;2)細分來看,機床傳動系統包括絲杠、導軌、軸承、滑座、返向器等諸多零部件。若以浙海德曼為例,2017-2019年絲桿、導軌在其原材料采購中占比分別為2.8%和4.6%,為機床的重要成本構成。圖:2017-2019年絲桿在浙海德曼原材料采購中占比2.8%2.1 滾珠絲杠:需求穩健增長,機床、新能源汽車為重要終端201720182019平均平均數控系統23.83%25.50%24.05%24.46%鑄件15.43%15.20%14.82%15.15%鈑金件8.17%8.00%7
32、.38%7.85%氣動元件2.72%3.10%5.20%3.67%電氣元件3.88%4.48%4.00%4.12%導軌導軌5.46%4.79%3.44%4.56%軸承3.34%3.22%3.25%3.27%泵類3.91%4.16%4.12%4.06%卡盤1.77%2.15%2.84%2.25%刀架分度盤1.93%1.59%2.67%2.06%絲桿絲桿3.69%3.09%1.54%2.77%其他25.87%24.72%26.69%25.76%合計100.00%100.00%100.00%100.00%結構件類39%傳動類17%控制系統類13%潤滑水冷氣類10%其他7%電機原材料6%光柵類5%傳感
33、測量類3%圖:2020年傳動類在科德數控原材料采購中占比17%結構件37%控制系統21%傳動系統19%驅動系統13%刀庫、刀塔及組件5%光柵尺1%其他4%圖:2015年傳動系統在海天精工零部件采購成本中占比19%19數控機床放量進一步帶動滾珠絲杠需求,2025年我國市場規模超百億元。根據中國機床工具協會數據,2023年我國金屬加工機床市場規模約為1935億元,若我們假設2024-2030年復合增速維持在3%,并假設數控機床行業毛利率穩定在20%、直接材料成本占比維持在85%,同時絲杠和導軌分別在直接材料成本中的占比分別穩定在3%和5%,則對應2025年我國數控機床絲杠和導軌(滾珠絲杠為主)的市
34、場規模分別為42和70億元,合計達到112億元;2030年分別為49和81億元,合計達到129億元,市場需求空間廣闊。2.1 滾珠絲杠:需求穩健增長,機床、新能源汽車為重要終端圖:2025和2030年我國數控機床絲杠市場規模分別為42和49億元2018201920202021202220232024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E2009152614701847182319351993205321142178224323102380-24%-4%26%-1%6%3%3%3%3%3%3%3%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20
35、%20%20%85%85%85%85%85%85%85%85%85%85%85%85%85%絲杠占比(%)3.0%3.0%3.0%3.0%3.0%3.0%3.0%3.0%3.0%3.0%3.0%3.0%3.0%我國數控機床絲杠市場規模(億元)41313038373941424344464749導軌占比(%)5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%我國數控機床導軌市場規模(億元)68525063626668707274767981109838010099105108112115118122126129我國數控機床絲杠我國數控機床絲杠
36、+導軌市場規模(億元)導軌市場規模(億元)同比(%)數控機床行業毛利率(%)直接材料成本占比(%)其中我國金屬加工機床消費額(億元)20新能源汽車催生滾珠絲杠需求,國產新進入者重要突破點。1)從應用領域來看,絲杠在傳統燃油車領域為可選項,新能源汽車對于智能化要求提升,催生大量滾珠絲杠需求,主要用轉向系統、制動系統、駐車系統等領域。2)從技術指標來看,車用絲杠的主要作用在于動力傳輸,故對其可靠性、長壽命、傳動性能流暢性、耐高溫以及低噪音等性能要求較高,但是精度要求低于機床等工業領域,同時不需要與導軌配合使用。往后來看,新能源汽車放量催生大量滾珠絲杠需求,疊加技術指標要求并不苛刻,有望成為國產供應
37、商切入滾動絲杠領域的重要突破點。2.1 滾珠絲杠:需求穩健增長,機床、新能源汽車為重要終端圖:滾珠絲杠為新能源汽車EPS、EHB、EMB、EPB等系統中的核心部件應用部件介紹絲杠應用絲杠用量電動助力轉向系統(EPS)利用電子控制裝置使電動機產生相應大小和方向的輔助動力,協助駕駛員進行轉向操作滾珠絲杠連接電動助力轉向電機和轉向裝置(如轉向齒條)1個/輛車電子液壓制動系統(EHB)操縱機構用一個電子式制動踏板替代了傳統的液壓制動踏板,取消了體積龐大的真空助力器滾珠絲杠副是電動助力器的主要傳動構件4個/輛車電子機械制動系統(EMB)采用電子與機械結合的方式進行制動,用體積小、質量輕的電線線路來作為信
38、號和能量的傳導介質,用電機作為制動的驅動機構制動執行機構接收制動信號,驅動力矩電機將制動力通過減速增矩裝置傳遞至運動轉化裝置,將滾柱絲杠的旋轉運動轉變為軸向移動,推動制動鉗制動裝置夾緊制動盤完成制動。4個/輛車電子駐車系統(EPB)將行車過程中的臨時性制動和停車后的長時性制動功能整合在一起,并且由電子控制方式實現停車制動的技術通過輸出軸螺紋副或滾珠絲杠副將電動制動單元輸出的扭矩轉化為直線推力,推動制動活塞動將推力轉化為制動塊壓緊至制動盤上的壓力,進而完成實現車輛減少或駐車制動。1個/輛車圖:滾珠絲杠為新能源汽車領域應用較多21 測算圖:我們預計2030年全球車載絲杠市場規模將達到602億元2.
39、1 滾珠絲杠:需求穩健增長,機床、新能源汽車為重要終端2023E2024E2025E2026E2027E 2028E 2029E 2030E全球汽車銷量(萬輛)84108578875089259103928594719660中國汽車銷量(萬輛)30093160331834843658384140334235單車用量(個)44444444滲透率(%)20%25%30%35%40%45%50%55%全球總使用量(萬個)67288578105001249514565 16714 18942 21253中國總使用量(萬個)24083160398148775853691480669316滾珠絲杠單價(元
40、)300285271257244232221210全球電子制動系統絲杠市場空間(億元)202244284321356388418445中國電子制動系統絲杠市場空間(億元)7290108125143160178195單車用量(個)11111111EPS滲透率(%)90%91%92%93%94%95%96%97%R-EPS在EPS中滲透率(%)15%18%20%25%30%35%40%45%全球總使用量(萬個)11351366161020752567308736374217中國總使用量(萬個)4065036108101032127715491848滾珠絲杠單價(元)3002852712572442
41、32221210全球電動助力系統絲杠市場空間(億元)3439445363728088中國電動助力系統絲杠市場空間(億元)1214172125303439單車用量(個)11111111EPB滲透率(%)80%82%84%86%90%92%94%96%全球總使用量(萬個)67287034735076758193854289039274中國總使用量(萬個)24082591278729963292353437914065滾珠絲杠滲透率(%)12%13%15%18%20%25%30%35%滾珠絲杠單價(元)300285271257244232221210全球電子駐車系統絲杠市場空間(億元)2425303
42、540505968中國電子駐車系統絲杠市場空間(億元)99111316212530全球汽車線控底盤絲杠市場空間合計(億元)260308358409459509557602中國汽車線控底盤絲杠市場空間合計(億元)93114136160184211237264電子制動系統(EHB+EMB)電動助力轉向系統(EPS)電子駐車系統(EPB)22行星滾柱絲杠市場規模尚小,滲透率具備較大提升空間。在制造升級背景下,行星滾柱絲杠在多領域加速替代滾珠絲杠和傳統液壓系統等,滲透率加速提升,驅動市場規模高速增長。1)全球:據DATAINTELO數據,2022年全球行星滾柱絲杠市場規模約12.7億美元,廣泛應用于汽
43、車、數控機床、工程機械等行業,并預計2028年超過16億美元。2)中國:根據覓途咨詢數據,若不考慮人形機器人潛在需求,2023年我國行星滾柱絲杠市場規模僅約為1.04億元,2030年有望達到6.10億元,期間CAGR約30%。圖:行星滾柱絲杠在機器人、工程機械、新能源等領域存在較大滲透空間2.2 滾柱絲杠:滲透率提升空間較大,人形機器人打開需求空間-50%-20%10%40%70%100%130%160%190%220%01234567我國行星滾柱絲杠市場規模(億元)同比(%)圖:2030年我國行星滾柱絲杠市場規模約6億元(不含人形機器人)23受益人形機器人需求放量,將徹底打開行星滾柱絲杠需求
44、空間。如上文所言,行星滾柱絲杠具備精度高、承載能力強等優勢,已成為特斯拉人形機器人線性執行器主流方案。從價格端來看,目前行星滾柱絲杠售價依舊較高,隨著下游需求放量,制造標準化提升驅動降本,行星滾柱絲杠的單價有望快速下降。若我們假設單臺人形機器人對于行星滾柱絲杠的需求量穩定在14個,當前舍弗勒行星滾柱絲杠單價在1-2萬元,我們假設小批量量產是單根1.2萬元。則人形機器人產量達到100萬臺、500萬臺時,我們預計對應的行星滾柱絲杠市場需求分別為141和445億元,將徹底打開行星滾柱絲杠的需求空間。若再考慮到靈巧手空心杯關節中使用的微型行星滾柱絲杠(17個),則潛在市場需求更加廣闊。圖:人形機器人產
45、量為500萬臺時,對應行星滾柱絲杠需求達445億元2.2 滾柱絲杠:滲透率提升空間較大,人形機器人打開需求空間人形機器人產量(萬臺)人形機器人產量(萬臺)151050100200500單機用量(個)14141414141414行星滾柱絲杠均價(元/個)120008400504025201008706635價格下降幅度(%)30%40%50%60%30%10%人形機器人行星滾柱絲杠市場規模(億元)人形機器人行星滾柱絲杠市場規模(億元)17597117614119844524目錄行星滾柱絲杠:人形機器人核心零部件,高壁壘&高價值量一下游:機床&新能源穩健增長,人形機器人打開市場空間二絲杠廠商擴產競
46、賽開啟,工藝+設備為量產關鍵壁壘三四本土重點公司梳理五投資建議與風險提示253.1 高端滾珠絲杠&滾柱絲杠由海外主導,國產替代空間較大 滾珠絲杠:高端市場仍由歐洲、日本企業主導,中國大陸廠商在中端市場已形成突破。1)全球范圍內來看,滾珠絲杠領先企業仍以日本和歐洲廠商為主,包括NSK、THK、SKF等,CR5市場份額約46%。此外,中國臺灣的上銀、銀泰等廠商同樣具備不俗市場競爭力。2)對于中國大陸市場,高端滾珠絲杠領域仍由德國和日本企業高度主導,2022年市占率高達90%,中端滾珠絲杠已實現一定國產化,2022年中國臺灣的上銀、銀泰市場份額達到40%,中國大陸的南京工藝、漢江市場份額約30%。圖
47、:2022年我國高端滾珠絲杠市場競爭格局(按銷售額)CR546%其他54%圖:全球前五大滾珠絲杠企業占據46%市場份額德國:力士樂;日本:THK、NSK中國大陸:漢江、南京工藝5%中國臺灣:上銀、銀泰5%德國:力士樂;日本:THK、NSK30%中國大陸:漢江、南京工藝30%中國臺灣:上銀、銀泰40%圖:2022年我國中端滾珠絲杠市場競爭格局(按銷售額)26 進一步分析發現,國內滾珠絲杠產需缺口占比快速下降,價格端整體呈現下降趨勢,進一步驗證滾珠絲杠國產替代趨勢。政策方面,惠臺政策收緊利好大陸替代。自2024年6月15日起,對原產于中國臺灣地區的附件所列134個稅目(包含絲杠導軌)進口產品,中止
48、適用海峽兩岸經濟合作框架協議協定稅率。國內中端絲杠市場主要由上銀、銀泰主導,關稅減讓補貼暫停,使得國內絲杠導軌性價比優勢更加顯著,國產替代有望快速提升。圖:2014-2022年我國滾珠絲杠產需缺口占需求量的比重快速下降2693394445256167318609831107576672822921102111731276140615550%10%20%30%40%50%60%020040060080010001200140016001800201420152016201720182019202020212022E產量(萬套)需求量(萬套)產需缺口(萬套)缺口占需求量比重(%)225213204
49、1971911871851811800%1%2%3%4%5%6%150170190210230250201420152016201720182019202020212022E市場價格(元/套)價格降幅(%)圖:2014-2022年我國滾珠絲杠市場價格呈現下降趨勢3.1 高端滾珠絲杠&滾柱絲杠由海外主導,國產替代空間較大27 滾柱絲杠:歐洲企業占據絕大部分市場份額,國產率替代空間大。全球滾柱絲杠廠商主要有Ewellix(隸屬于SKF集團)、Rollvis(瑞士)、GSA(瑞士)、Rexroth(德國)、CMC(美國)、南京工藝(中國)、濟寧博特(中國)等,其中2022年Rollvis、GSA在我
50、國滾柱絲杠領域的市占率分別高達26%,合計占比超過50%,南京工藝、濟寧博特市場份額分別約為8%、8%,國產替代空間較大。圖:2022年Rollvis與GSA占據我國滾柱絲杠最大市場份額Ewellix14%Rollvis26%GSA26%Rexroth12%CMC3%優仕特3%南京工藝8%濟寧博特8%品牌與Ewellix相比的優勢與Ewellix相比的劣勢Ewellix/Rollvis產品尺寸系列較全 進入國內時間早國內銷售人員少(2 個人)技術服務能力有限GSA產品尺寸系列較全 商務政策靈活 價格低國內無辦事處,靠總代理銷售 技術服務能力有限Rexroth品牌知名度高 軋制經濟性產品 銷售體
51、系健全產品無法覆蓋高端應用 定制化能力有限CMC價格競爭力強尺寸系列有限 交貨期長優仕特價格競爭力強尺寸系列有限 市場知名度低南京工藝價格競爭力強尺寸系列有限 批量產品質量不穩定應用場景有限(軍工為主)濟寧博特價格競爭力強尺寸系列有限 批量產品質量不穩定應用場景有限(軍工為主)公司制造工藝 尺寸系列產品應用價格水平銷售渠道Ewellix研磨齊全工業/直銷為主Rollvis研磨齊全軍工和工業 低10%-15%分銷為主GSA研磨齊全軍工和工業 低20%-25%全部分銷Rexroth軋制較齊全工業低10%-20%直銷為主表:全球代表性行星滾柱絲杠企業產品對比(以Ewellix為基準)表:以Ewell
52、ix為基準的滾柱絲杠品牌分析3.1 高端滾珠絲杠&滾柱絲杠由海外主導,國產替代空間較大28 圖表:海內外部分主流滾動絲杠企業梳理3.1 高端滾珠絲杠&滾柱絲杠由海外主導,國產替代空間較大公司名稱國家公司情況與絲杠產品布局GSA瑞士舍弗勒控股,產品直徑范圍為5245mm、導程范圍為0.550mm,是目前絲杠領域產品系列最全、型號最多、規模最大、實力最強的制造廠家Rollvis瑞士隸屬舍弗勒,50多年致力于行星滾柱絲杠的制造、研究及推廣,目前有非循環型(RV/HRV系列)、反向式(RVI系列)、差動式(RVD系列)以及循環式(RVR系列)等產品Rexroth德國隸屬博世力士樂集團,產品包含滾珠絲杠
53、、滾珠絲杠傳動系統、行星絲杠傳動系統、行星絲杠傳動系統PLSA等。近年推出了軋制型滾柱絲杠產品,犧牲部分精度與壽命以降低成本LTK德國主要有RV/BRV/RVR/RVI/RVD等系列產品SKF瑞典SR/BR/TR/PR系列標準式行星滾柱絲杠已應用于塑料模具、自動控制、軍工和核工業等領域,SV/BV/PV系列循環式滾柱絲杠主要應用于高精技術場合THK日本產品:DIN標準/軋制滾珠絲杠、精密滾珠絲杠(滾珠花鍵)、梯型絲杠(DC/DCM型)、球保持器型精密滾珠絲杠、軸端完成品BNK型、DIR3610螺母旋轉型、BLW大導程雙螺母型等NSK日本滾珠絲杠生產量居世界前列。產品陣容強大,應用領域廣泛。主要
54、產品:滾珠絲杠小型FA、高速SS、高速靜音BSS、高速機床專用HMD/HMS、雙驅動專用TW、小型車床專用BSL、高負載驅動用HTF/HTF-SRC/HTF-SRD/HTF-SRE、強防塵異物工況專用V1等系列;真空工況專用薄膜潤滑E-DFO;潤滑脂密封性高速、高負載A1系列;潤滑單元NSK K1等上銀科技中國臺灣滾珠絲杠產品型號包括CoolType/Super系列、螺帽旋轉式、端蓋式、智能型、重負荷、內/外循環、自潤式等,2023年公司營收247億臺幣,歸母凈利潤 21.45億臺幣,實力較強南京工藝中國大陸公司建有滾動功能部件全性能試驗室,公司有高精度滾珠絲杠副、大型滾珠絲杠副、滾動導軌副生
55、產線。產品有滾珠絲杠副與行星滾柱絲杠副,其行星滾柱絲杠樣品承載能力達到39t博特精工中國大陸產品有精密滾珠絲杠副、精密滾動直線導軌副。BT-GZXS行星滾柱絲杠已投入市場,是國家滾珠絲杠副標準工作組組長單位、滾動功能部件標準主要起草單位,產品出口多個國家。29從材料端來看,絲杠常用的材料是合金鋼和不銹鋼。作為高精度的傳動部件,材料選擇和配比對于滾動絲杠的性能指標至關重要。高端絲杠要求材料有良好的強度、剛性、耐磨性、耐腐蝕性、沖擊韌性、抗疲勞性、導熱性、導電性和高溫性。從材料選擇來看,絲杠常用材料包括碳鋼、合金鋼、不銹鋼、鋁合金和銅合金等,其中合金鋼和不銹鋼耐磨性和抗腐蝕性較好,應用更加普遍。特
56、別地,對于行星滾柱絲杠副,一般絲杠部位多采用鉻鉬合金鋼,螺母、滾柱部位對于碳鉻軸承鋼的需求度較高。3.2 螺紋加工為核心工藝壁壘,磨床供應為另一產業化壁壘圖:絲杠常用的材料是合金鋼和不銹鋼碳鋼強度高,具有較好的塑性和可焊性,但耐腐蝕性較差合金鋼強度高、耐磨性好、抗疲勞性能較好,但成本相對較高不銹鋼耐腐蝕性好,適用于潮濕環境下,但強度和剛性相對較差鋁合金重量輕且具有較好的耐腐蝕性能,但強度不如鋼材銅合金具有良好的導熱性和導電性,但強度較低。較常用機構/廠商選用材料及處理方式南京理工大學行星滾柱絲杠選用材料為合金結構鋼42CrMo。原因:其強度和淬透性比35CrMo高,調質后有較高的疲勞極限和抗多
57、次沖擊能力,低溫沖擊韌性良好。需做預處理,使其表淬硬度不低于5460HRC。螺母和滾柱選用的材料為高碳鉻軸承鋼GCr15。原因:綜合性能良好,淬火和回火后具有高而均勻的硬度、良好的耐磨性和高的接觸疲勞壽命,熱加變形性能和切削加工性能均好。對高碳鉻軸承鋼GCr15需做進行淬火處理,其表面接觸硬度為5660HRC。對絲杠和螺母的螺旋槽的表面及滾柱的滾動表面進行滲碳或碳氮共滲處理,從而生成硬化的表層。瑞典SKF公司標準絲杠主要是預處理的50CrMo4(或42CrMo4)表面硬化處理加工的。螺母和滾柱采用硬化處理的100Cr6軸承鋼為材料。當行星滾柱絲杠運行溫度高于180或者用于高磨損場合時,100C
58、r6軸承鋼也可被用作絲杠材料。德國Bosch Rexroth絲杠材料采用經熱處理鋼,高碳鉻合金鋼或滲碳鋼。絲杠和螺母的洛氏硬度通常大于58HRC,絲杠兩端不做硬化處理。天譽科技(Rollvis代理商)行星滾柱絲杠中絲杠選用的材料為合金結構鋼42CrMo。螺母和滾柱選用的材料為高碳鉻軸承鋼GCr15。圖表:在行星滾柱絲杠中,絲杠常用鉻鉬合金鋼,螺母、滾柱常用碳鉻軸承鋼30從加工工藝端來看,滾動絲杠核心壁壘在于螺紋加工。整體來看,精密絲杠主要包括淬硬絲杠和不淬硬絲杠兩大類,前者的耐磨性較好,能較長時間保持加工精度,必須依靠高精度的螺紋磨床和熱處理設備,后者需要精密絲杠車床即可。從器件結構來看,滾動
59、絲杠為表面附加精細螺紋結構的細長型柔性軸(長度L/直徑d約為2050),該結構下材料剛性較低,實現穩定精準的微米級別螺紋加工難度較大。特別地,對于行星滾柱絲杠,主要包括絲杠外螺紋、滾柱外螺紋、螺母內螺紋三部分,加工難度依次遞增。圖表:滾動絲杠加工難點加工難點(1)對外圓和螺紋可分多次加工,逐步減少切削量,從而逐步減少切削力和內應力,減少加工誤差,提高加工精度。(2)每次粗加工外圓及粗加工螺紋后都要進行時效處理,以便消除內應力。絲杠的精度要求越高,時效處理的次數也越多。(3)每次時效處理后都要重新打中心孔或修磨中心孔,以修止時效處理時產生的變形;并除去氧化皮等,使加工有可靠而精確的定位基面。(4
60、)每次加工螺紋前,先加工絲杠外圓(切削量很小),然后以絲杠外圓和兩端中心孔作為定位基面加工螺紋,逐步提高螺紋加工精度。(5)絲杠加工過程中校直和熱處理工序,是保證絲杠精度,防止彎曲變形的關鍵工序。但是校直本身會產生內應力,這對精度要求較高的絲杠來說是不利的。因為內應力有逐漸消失的傾向,由于內應力的消失會引起絲杠的變形,這就影響了絲杠精度的保持。(6)為避免絲杠因自重引起彎曲變形,存放對應垂直放置,熱處理時要在井式爐中進行。3.2 螺紋加工為核心工藝壁壘,磨床供應為另一產業化壁壘等級C0C1C3C5項目變動(300)變動(2)變動(300)變動(2)變動(300)變動(2)變動(300)變動(2
61、)容許值(單位:m)3.535486188圖表:JIS標準中精密滾珠絲杠的變動容許值圖表:JIS標準中精密滾珠絲杠的累積代表導程誤差容許值等級C0C1C3C5螺紋有效長度(單位:mm)累積代表導程誤差(單位:m)31546818315-400571020400-500681020500-630691223630-8007101325800-10008111527資料來源:佳工機電網,米思米中國,華西證券研究所31特別地,相較滾珠絲杠,行星滾柱絲杠對于加工工藝的要求進一步提升。具體體現在:1)從絲杠端來看,行星滾柱絲杠常采用多線螺紋方案(雙線螺紋絲杠的承載力比單頭高60%-70%,線數越多,升角
62、越大,旋進越快,但自鎖性越差),多線螺紋絲杠的滾道數更多且滾道間距更短,如果采用外圓磨制工藝,則加工難度更大且加工效率較低;如果采用旋風銑工藝,則銑刀的硬度、韌性、形狀等性質同樣需要滿足更高的要求。2)從行星滾柱端來看,行星滾柱的兩端存在與螺母兩端的齒輪環嚙合的花鍵齒,此結構加工難度較大。此外,行星滾柱的標準化程度低于滾珠,大規模高精度量產同樣具備較強的技術難度。3)從螺母端來看,在反向式行星滾柱絲杠中,絲杠和螺母的功能互換,螺母本質上是一個帶有螺紋內徑的管子,通常采用內圓磨制工藝。由于螺母長度較長,如果采用磨制工藝,則存在工件與設備之間易發生碰撞且加工效率較低等問題;如果采用旋風銑工藝,則面
63、臨國內內螺紋旋風銑工藝尚不成熟的難題。3.2 螺紋加工為核心工藝壁壘,磨床供應為另一產業化壁壘圖:行星滾柱的兩端存在花鍵齒圖:單線螺紋(左)與雙線螺紋(右)圖:旋風銑加工多線螺紋絲杠需要特殊形狀的銑刀圖:反向式行星滾柱絲杠的螺母內螺紋加工難度大32磨床為絲杠擴產主要資本支出之一,高端磨床基本由歐洲、日本企業主導,設備供應為另一大產業化壁壘。1)需求端:以秦川機床為例,新能源汽車領域滾動功能部件研發與產業化建設項目總投資額為2.0億元,其中設備投資額1.56億元,占比78%,對應46臺/套設備采購,其中磨床11臺,合計投資額7160萬元,占到設備投資額的46%,可見磨床為絲杠擴產主要的資本開支投
64、向。2)供應端:全球范圍內來看,歐洲、日本企業在高精度磨床領域占據主導地位,國內仍高度依賴進口。受瓦森納協定等政策約束,海外高端機床對于中國大陸市場供應受限。以德瑪吉(德企)為例,2023年4月1日起將對銷售的機床加裝RMS(機床搬遷安保裝置)傳感器,機床被搬遷或拆卸后將即刻停機,需要上報德瑪吉或其授權代表重啟。此外,海外高精度磨床廠商產能有限,在可獲取設備許可的基礎上,同樣存在設備交期長等阻礙。由此可見,高精度磨床供應成為國產高端滾動絲杠大規模產業化的核心壁壘資料來源:秦川機床公告,中國工控網,DMG官網,高端磨削技術需求及國內磨床行業現狀,華西證券研究所3.2 螺紋加工為核心工藝壁壘,設備
65、供應為另一產業化壁壘圖表:在秦川機床新能源汽車滾動功能部件產業化項目中,磨床在設備投資中占比高達46%設備類別設備明細數量(臺/套)單價(萬元)投資金額(萬元)設備投資額占比(%)高精度床身導軌磨床128002800高精度數控內外圓磨床1450450高精度數控直線導軌磨床118001800高精度數控滑塊磨床1500500數控直線導軌磨床4200800數控滑塊磨床5100500數控螺紋磨床280160數控螺紋磨床1150150旋風銑高精度數控旋風銑床2750150010%694044%15600100%磨床其他合計46%圖表:高端磨床主要由海外企業主導33國內廠商在高端滾動絲杠領域加速布局,產業
66、化有望快速推進。受益于汽車、機床等領域的國產替代訴求,我國持續加大高端滾珠絲杠、行星滾柱絲杠的研發布局。從產業化成果來看,若以行星滾柱絲杠為例,根據行星滾柱絲杠技術專利分析數據,2010年之后我國行星滾柱絲杠領域的專利申請量明顯提升,行業進入高速成長期,為大規模產業化推廣打下堅實基礎。圖:2016年以來我國對于行星滾柱絲杠領域的專利申請數量快速放量1000000010010012011214281411131332423433654325144230821147410299813871618231723402816171781050100國內專利申請數量國外專利申請數量萌芽期成長期3.3 國內
67、企業加速布局,高端滾動絲杠國產替代加速推進中國44%德國24%日本9%法國6%瑞典5%美國4%其他8%行星滾柱絲杠設計研究行星滾柱絲杠螺紋加工工藝研究21%行星滾柱絲杠綜合性能測量方法圖:我國在行星滾柱絲杠專利申請方面遙遙領先圖:行星滾柱絲杠設計研究方面的專利最多34 具體來看,對于目前國內絲杠領域的玩家,主要可以分為以下四大類:1)絲杠老牌企業:包括新劍傳動、南京工藝、漢江機床等,在客戶資源、技術實力積累等維度先發優勢明顯。2)擁有高端進口磨床的企業:代表企業為貝斯特、恒立液壓,二者掌握成熟的精密件加工核心技術,同時前瞻性布局滾動絲杠領域,產業化落地速度較快,有望率先受益行業發展紅利。3)軸
68、承企業:代表企業為五洲新春、長盛軸承、斯菱股份等。絲杠和軸承的核心工藝難點均在與磨制和熱處理等工藝,二者協同性較強。橫向對比海外供應商,SKF、NSK、THK等軸承龍頭均在絲杠領域具備強市場競爭力,可以進一步驗證。4)汽車零部件企業:代表企業為北特科技、豐立智能、新坐標等,該類企業不僅在金屬精加工領域擁有成熟技術儲備,同時主業和機器人絲杠的客戶資源有較強重合度,在商務合作等維度具備更強的先發優勢。3.3 國內企業加速布局,高端滾動絲杠國產替代加速推進絲杠老牌企業絲杠老牌企業新劍傳動新劍傳動南京工藝南京工藝漢江機床漢江機床汽車零部件企業汽車零部件企業北特科技北特科技(汽車轉向器齒條、(汽車轉向器
69、齒條、減震器活塞桿等)減震器活塞桿等)豐立智能豐立智能(齒輪、減速器等)(齒輪、減速器等)新坐標新坐標(汽車精密冷鍛件)(汽車精密冷鍛件)。擁有高端進口磨床擁有高端進口磨床企業企業貝斯特貝斯特恒立液壓恒立液壓軸承企業軸承企業五洲新春五洲新春長盛軸承長盛軸承斯菱股份斯菱股份。圖:國內絲杠領域企業主要包括四大類35 1)新劍傳動:全球領先的行星滾柱絲杠直線型電驅動關節解決方案供應商,專業從事滾軋成型蝸桿齒輪、座椅水平驅動器、行星滾柱絲杠-直線型電驅動關節、旋轉型電驅動關節等業務,2024年宣布擴產年產100萬臺人形機器人行星滾柱絲杠項目。2)貝斯特:公司成立全資子公司宇華精機,全面布局直線滾動功能
70、部件,產品主要包括高精度滾珠/滾柱絲杠副、高精度滾動導軌副等,其中滾珠絲杠副、直線導軌副等產品首臺套已成功下線,部分產品已在送樣驗證過程中。3)恒立液壓:15億元定增投入的線性驅動器項目達產后,將形成年產10.4萬根標準滾珠絲桿電動缸、4500根重載滾珠絲桿電動缸、750根行星滾柱絲桿電動缸、10萬米標準滾珠絲桿和10萬米重載滾珠絲桿的生產能力。4)五洲新春:2021年開始研發轉向系統絲杠螺母軸承組件,部分產品計劃2023年下半年量產,公司已與主流機器人系統供應商在機器人軸承及絲杠等領域開展深入的技術交流(作為前道處理商)。5)秦川機床:滾珠絲杠產品可用于鐵路轉轍機絲杠、電解鋁提升機絲杠、登機
71、橋絲杠、矯直機絲桿、機床裝備絲杠與汽車領域。漢江機床的高精度數控絲杠磨床磨削精度穩定達到P1級,并可生產2級、3級精度的滾珠絲杠、直線導軌,可滿足中高檔數控機床的要求,實現了新能源汽車領域制造裝備滾動功能部件和精密螺桿副的國產化推廣應用。6)鼎智科技:2023年成立一和起(常州)智能科技(公司持股70%),在絲杠領域的產品包括扎制絲桿、標準螺母、微型花鍵軸、標準大臺階軋制絲桿、研磨絲杠、研磨螺母、微型花鍵軸、滾珠花鍵滾珠絲桿、微型KR模組、微型導軌等。7)長盛軸承:主營滑動軸承類產品,預計定增滾珠絲杠項目達產后,公司具備3萬套/年的滾珠絲杠生產能力。3.3 國內企業加速布局,高端滾動絲杠國產替
72、代加速推進36目錄行星滾柱絲杠:人形機器人核心零部件,高壁壘&高價值量一下游:機床&新能源穩健增長,人形機器人打開市場空間二絲杠廠商擴產競賽開啟,工藝+設備為量產關鍵壁壘三四本土重點公司梳理五投資建議與風險提示37全球化工程機械液壓件龍頭,產業布局持續拓展。恒立液壓成立于2005年,主營產品包括液壓油缸、液壓泵閥、馬達、高精密鑄件等。從收入占比來看,2022年公司液壓油缸和液壓泵閥收入占比為56%和34%,合計高達90%。從下游分布來看,公司在以挖掘機為代表的工程機械的基礎上,積極拓展農業機械、高空作業平臺、隧道工程、海洋工程、能源科技等領域。從產業布局來看,公司立足油缸向泵閥件領域拓展,由國
73、內市場向海外市場延展,2022年海外收入占比達到21%,同比+8pct,成長邊界持續拓寬。圖:恒立液壓主營產品包括液壓油缸、液壓泵閥等4.1 恒立液壓:持續跨界成長白馬,線性執行器龍頭成色十足液壓油缸56%液壓泵閥34%液壓系統3%配件及鑄件7%其他0%圖:2022年恒立液壓收入占比情況38公司定增加碼線性驅動器項目,滾珠絲杠/行星滾柱絲杠產業化快速落地。主業切入邏輯順暢,油缸本身也是傳動部件一種,在挖機的結構中承擔類似絲杠的作用,尤其電動缸主要由絲杠傳動。2021年公司非公開募投加碼線性驅動器項目,投資金額15.3億元,達產后將形成年產10.4萬根標準滾珠絲桿電動缸、4500根重載滾珠絲桿電
74、動缸、750根行星滾柱絲桿電動缸、10萬米標準滾珠絲桿和10萬米重載滾珠絲桿的生產能力。圖:電動缸的螺旋傳動功能主要由滾珠絲桿傳動和行星滾柱絲桿傳動等完成電動缸構成伺服電機缸體傳動裝置位置反饋裝置等原理電力提供動力源電機帶動絲桿(或螺母)旋轉螺旋運動轉化為螺母(或絲桿)的直線運動螺母(或絲桿)帶動缸筒或負載做往復直線運動4.1 恒立液壓:持續跨界成長白馬,線性執行器龍頭成色十足項目名稱投資總額(萬元)擬投入募集資金(萬元)恒立墨西哥項目122,681.7125,000.00線性驅動器項目152,720.67140,000.00恒立國際研發中心項目64,653.850通用液壓泵技改項目31,14
75、4.580超大重型油缸項目14,751.4310,000.00補充流動資金150,000.0023,961.72總計535,952.24198,961.72圖:公司于2021年發布定增公告進入絲杠產業39公司具備多年工程機械上游零部件制造經驗,在高端生產環節已有豐富的技術沉淀。進行絲杠產業布局以來進度順利,線性驅動器項目穩步推進。目前滾珠絲杠產品已進行送樣和小批量供貨。憑借實力過硬的研發與制造團隊,公司掌握精密加工制造工藝,并形成了覆蓋多產品的自主知識產權技術體系,核心技術包括高精密液壓鑄造技術、摩擦焊接技術、熱處理技術、高壓密封技術、測試技術和先進機加工工藝技術等。精密加工技術方面公司具有較
76、高的工藝集成能力和深厚的工藝基礎數據積累,始終致力于推進精益制造體系的建立和完善,通過不斷優化和改進關鍵工藝提高整個生產線的運行效率和制造水平,生產方式保持業內領先。工藝制造方面公司是全球范圍內少數擁有自制鑄件廠的液壓件企業之一,擁有開展精密加工制造的基礎條件,目前擁有3個“江蘇省示范智能車間”并實行嚴格5S管理,投資配備了全球領先的生產制造設備,運用先進的工藝技術,能夠實現精密部件的高質量生產。制造設備設施方面圖:恒立液壓精密加工制造能力較強,具備生產滾珠絲桿的技術、工藝和設備基礎4.1 恒立液壓:持續跨界成長白馬,線性執行器龍頭成色十足40產品系列主要產品應用領域精密零部件燃油汽車零部件渦
77、輪增壓器精密軸承件、葉輪、中間殼、氣封板、密封環、齒輪軸、壓氣機殼等燃油汽車渦輪增壓器真空泵、油泵、高壓共軌燃油泵泵體、發動機缸體等燃油汽車發動機新能源汽車零部件純電動汽車載充電機模組、驅動電機零部件、控制器零部件、渦旋盤、渦旋壓縮機殼體、底盤安全件等;氫燃料電池汽車空壓機葉輪、空壓機壓力回收和整流器、電機殼、軸承蓋以及功能部件等;適用于混合動力汽車的渦輪增壓器精密軸承件、葉輪、中間殼、氣封板、密封環、齒輪軸、壓氣機殼等;純電動汽車、氫燃料電池汽車、混合動力汽車以及其他新能源汽車零部件飛機機艙零部件座椅構件、連接件等內飾件飛機機艙其他零部件手柄、氣缸、端蓋氣動工具濾波器、散熱器通訊基站閥板制冷
78、壓縮機智能裝備及工裝工裝夾具新能源汽車電機殼體夾具、新能源汽車托盤夾具、5G基板夾具、發動機缸體夾具、發動機缸蓋夾具、變速箱殼體夾具、轉向節夾具、后橋夾具等汽車、軌道交通、風力發電、5G通訊等零部件生產飛機機身自動化鉆鉚系統機器人自動化鉆孔系統、雙機器人自動化鉆鉚系統、飛機機身大部件復合加工機床系統、末端執行器系統飛機翼面、機身自動化裝配、制孔、涂膠、銑削及抽鉚等服務領域生產自動化系統兩軸桁架機器人自動線、三軸桁架機器人自動線、倒掛關節機器人自動線、自動去毛刺機器工作站、數控雙工位A/C轉臺、人工智能缺陷視覺識別分選工作站等汽車、軌道交通、風力發電等領域,為使用自動化生產線的客戶提供更全面的、
79、一攬子解決方案工業母機直線滾動功能部件高精度滾珠/滾柱絲杠副、高精度滾動導軌副等高端機床領域、半導體裝備產業、自動化產業、機器人領域等市場汽車渦輪增壓器零部件龍頭,重點布局新能源汽車、工業母機賽道。貝斯特成立于1997年,2016年上市,主營業務涵蓋三大業務領域:精密零部件、智能裝備及工裝夾具領域:公司原有業務,其中渦輪增壓器零部件市場競爭力較強;新能源汽車零部件領域:重點布局新能源汽車輕量化結構件、高附加值精密零部件以及氫燃料電池汽車核心部件等產品;工業母機領域:全面布局直線滾動功能部件,產品包括:高精度滾珠/滾柱絲杠副、高精度滾動導軌副等。4.2 貝斯特:渦輪增壓器零部件龍頭,重點布局絲杠
80、導軌91.80%4.60%2.03%1.57%汽車零部件智能裝備及工裝其他零部件其他(補充)圖:2023H1貝斯特汽車零部件業務收入占比92%圖表:貝斯特主營業務為渦輪增壓器零部件,同時布局新能源汽車零部件、滾動絲杠領域41公司設立宇華精機切入滾動絲杠領域,產業化快速推進。2022年1月,貝斯特設立全資子公司“無錫宇華精機有限公司”,布局直線滾動功能部件(產品包括高精度滾珠/滾柱絲杠副、高精度滾動導軌副等),下游涵蓋高端機床、半導體裝備、自動化、機器人等領域,前期重點突破“工業母機”滾珠絲杠導軌環節,并逐步拓展其他領域。從產業化進展來看,宇華精機現已成功完成高精度滾珠絲杠副、直線導軌副等產品的
81、首臺套下線,并已將部分產品送樣至戰略客戶處進行驗證,產業化快速推進。圖:貝斯特高精度滾珠絲杠副圖:貝斯特高精度滾動導軌副圖:貝斯特設立無錫宇華精機,布局直線滾動功能部件領域4.2 貝斯特:渦輪增壓器零部件龍頭,重點布局絲杠導軌42精密零件制造隱形冠軍,人形機器人絲杠取得重大突破。公司以精密級進沖壓模具業務起家,打破國外壟斷;抓住時代機遇,逐步拓展至電機鐵芯、鋰電池結構件“一體兩翼”,進入寧德時代供應鏈,不難創新發展是公司底色。依托超精密制造領域積淀,公司專門成立馬丁機器人子公司,專注人形機器人等新興領域產品的設計和制造,進一步抓住人形機器人產業化機遇。根據公司20250219投關信息表,公司已
82、建成一條行星滾柱絲桿半自動產線并投入批量生產,日產能已拓展到 50 套,自建絲桿綜合測試實驗室已投入使用,可自主完成對絲桿導程精度、傳動效率、萬次壽命跑合等關鍵參數的檢測及驗證,第二條半自動產線預計25Q1投入使用。4.3 震??萍迹壕芰慵圃祀[形冠軍,絲杠黑馬進度表:基于超精密制造領域積淀,公司業務布局由“一體兩翼”進一步拓展至人形機器人收入結構2023年收入占比2023年毛利率主要產品產品圖精密模具業務5.2%48.9%單列、雙列、三列、多列電機鐵芯級進模系列、電機鐵芯機結構件28.4%16.4%電機定子、轉子鐵芯鋰電池精密結構件54.3%8.6%新能源汽車動力鋰電池頂蓋、外殼和總成機器
83、人(1)成立馬丁機器人,專注人形機器人等新興需求(2)產品進展:公司已開發完成人形機器人所需的整套絲桿標品,峰值推力覆蓋 100N 到 12000N 的范圍,導程精度覆蓋 C3C5,并已完成量產 SOP 驗證。(3)客戶:滾柱絲杠產品有兩家本體廠已經實現小批試制、兩家已送樣并通過客戶性能測試,還有兩-三家技術交流。43全球化軸承領軍企業,風電、新能源汽車、機器人領域深度布局。五洲新春成立于1999年,主營業務為軸承、精密機械零部件、汽車安全系統和熱管理系統零部件。公司為國內少數涵蓋精密鍛造、制管、冷成形、機加工、熱處理、磨加工、裝配的軸承、精密零部件全產業鏈企業,積極向風電滾子、新能源汽車零部
84、件、機器人軸承、滾珠絲杠系統等領域拓展。此外,2022年公司海外收入占比約43%,全球化布局優勢明顯。4.4 五洲新春:精密零部件平臺企業,深度布局絲杠傳動2010 創業期以軸承產業為核心,走總成本領先、后向一體化道路,做細分市場的強者。2014 成長期以軸承產業為核心,做強價值鏈,實現跨國經營,借用資本平臺,做行業強者。2017 發展期立足全球高端裝備制造和新材料領域,技術引領,價值競爭,資本助力,做行業領跑者。圖表:五洲新春主營業務包括軸承、新能源汽車零部件、熱管理系統零部件等圖:五洲新春發展歷程主要業務研發成功新能源汽車全系列軸承產品并配套國內外主機客戶。公司近期在滾珠絲杠業務上與下游現
85、有及潛在客戶溝通進展順利,部分產品預計2023H2可量產,未來將作為公司新利潤增長點。公司已經研發成功機器人諧波減速器柔性薄壁軸承、RV減速器圓錐滾子軸承及各類定制化球軸承,并積極研發交叉滾子軸承。短期內在柔性薄壁軸承完成對大族諧波、中大力德等諧波減速器生產廠商的送樣。加快FLT的整合2021年并購的歐洲FLT,專注于工業軸承的應用研究和銷售服務,是歐洲著名變速箱、工業電機重要軸承供應商之一,在國內國際雙循環的背景下,將助力公司海外銷售。按計劃建設風電滾子擴產項目公司不斷擴大陸上風電系列軸承滾子市場的基礎上,成功開發海上大兆瓦風電軸承滾子全系列產品,率先實現批量生產和進口替代。密切關注其他工業
86、軸承新領域調心滾子軸承成功配套國內知名主機廠變速箱制造商;高速電梯用精密軸承配套迅達、奧的斯等著名電梯品牌,實現進口替代;公司自主研發的低摩擦力矩光電系統精密軸承、航天系統真空軸承及無人機主軸軸承等,已進入航空航天和軍工配套領域。公司自主研發的新材料高性能鎢滲銅合金系列產品已實現主機配套。新能源汽車零部件熱管理系統零部件軸承業務汽車軸承業務穩步發展重視機器人軸承相關業務未來的發展前景主要包括三種細分產品:1、汽車安全氣囊氣體發生器部件,該產品目前全球僅日本住友、意大利特納瑞斯和公司三家企業研發成功并規?;a。2、新能源汽車驅動電機主軸將逐步量產,公司看好這部分產品的未來市場。3、新能源汽車動
87、力驅動裝置零部件,主要包括變速器、減速器的齒輪、齒坯、齒套的精鍛件和機加件等。公司的汽車熱管理系統零部件及家用空調管路經過多年的研發積累,生產工藝技術成熟先進。介紹44絲杠類產品布局時間2021年-開始研發轉向系統絲杠螺母軸承組件現有技術儲備新能源汽車電子助力轉向系統(EPS)中控制精度最高的齒條式電動助力轉向系統(REPS)所需的絲杠螺母軸承組件新能源汽車電子駐車(EPB)領域滾珠絲杠產品電子機械剎車(EMB)領域滾珠絲杠產品電子液壓剎車系統(EHB)領域滾珠絲杠產品絲杠業務進展汽車:與下游現有及潛在客戶的溝通進展順利機器人:與主流機器人供應商在機器人軸承及滾柱絲杠、滾珠絲杠等領域開展深入的
88、技術交流,主要負責前道加工環節。汽車滾珠絲杠有望進入放量階段,并積極對接機器人終端需求。1)在汽車領域:2021年公司開始研發轉向系統絲杠螺母軸承組件,并成功研發新能源汽車電子駐車(EPB)、電子機械剎車(EMB)及電子液壓剎車系統(EHB)等領域滾珠絲杠產品。2)在機器人領域:公司已經與主流機器人系統供應商在機器人軸承及滾柱絲杠、滾珠絲杠等領域開展深入的技術交流。圖:公司汽車滾珠絲杠類產品有望實現量產,并積極對接機器人客戶需求4.4 五洲新春:精密零部件平臺企業,深度布局絲杠傳動項目名稱新劍傳動總部暨年產100萬臺人形機器人及汽車行星滾柱絲杠產業化項目業主單位杭州新劍機電傳動股份有限公司建設
89、工期2025年2027年計劃投資10億元主要建設內容和規??傆玫孛娣e39.84畝,總建筑面積約71000平方米,主要包括精密廠房、普通廠房、普通車間、研發辦公樓等,擬購置國內外等設備及相應配套設施,打造國內領先的集研發、生產、銷售、運維服務于一體的人形機器人產業基地。圖:新劍傳動宣布擴產計劃動工45深耕汽車底盤業務,人形機器人打開成長曲線。公司以底盤零部件業務起家,目前主業汽零分為底盤零部件、空調壓縮機、鋁合金輕量化業務三大板塊,公司切入人形機器人絲杠領域邏輯順暢:1)技術共通:多年汽零業務形成深厚的車、磨、表面熱處理等工藝能力,底層技術與絲杠高度同源,且汽車產業對于批量穩定性的嚴要求下,公司
90、產品穩定性強。2)供應鏈資源互通:根據財聯社,公司積極配合客戶開展人形機器人用絲杠產品的研發工作,目前小批量產線的設備已完成安裝調試,未來有望充分受益于人形機器人發展趨勢。4.5 北特科技:深耕汽車底盤業務,人形機器人打開成長曲線圖:北特科技具備完整的測量和加工裝備(自改)46 自潤滑滑動軸承領先企業,下游應用持續拓寬。長盛軸承成立于1995年,2017年創業板上市,公司專注于滑動軸承細分領域,主要產品包括雙金屬自潤滑軸承、金屬塑料自潤滑軸承、金屬基自潤滑軸承、塑料自潤滑軸承等類別,下游覆蓋工程機械、農業機械、汽車、風電、航空航天、高速列車、核電等領域。圖表:長盛軸承產品下游應用廣泛1995公
91、司成立1997開發固體鑲嵌自潤滑軸承,海外市場開啟2003通過萊茵TS/1 6949認證并進入汽車OEM市場2006摩擦焊進入卡特全球供應鏈2008成立省級自潤滑材料研發中心、首屆自潤滑軸承分技術委員會秘書處單位2010成立長盛技術,推出高性能樹脂斜盤用于空調壓縮機2012獲得省級創新團隊和高新技術企業稱號,研發無鉛雙金屬材料2015獲批企業研究院,成功研發核電專用自潤滑軸承2016核用級自潤滑軸承通過鑒定達到國際先進水平2017深交所創業板成功上市2018二層復合材料進入OEM市場,成立美國銷售公司2019進入液壓用低摩擦副零部件市場,合資成立長盛新材,延伸產業鏈2022擬募集4.46億元,
92、其中3.01億元用以加碼自潤滑軸承與滾珠絲杠項目圖:長盛軸承發展歷程公司主要產品主要應用領域金屬塑料聚合物自潤滑卷制軸承汽車行業&戶外物流機械金屬邊界潤滑卷制軸承汽車行業金屬基自潤滑軸承核電、工程機械、港口機械、塑料機械、水庫設施、檢修門以及油缸等行業銅基邊界潤滑卷制軸承挖掘機領域非金屬自潤滑軸承食品機械、制藥機械、包裝機械等對環保和清潔度要求嚴格的行業其他軸承流體潤滑行業、交通運輸、農業機械、產業機械等4.6 長盛軸承:自潤滑軸承龍頭,定增切入滾珠絲杠領域47定增切入汽車滾珠絲杠市場,積極探索人形機器人領域應用機遇。2022年公司定增項目加碼滾珠絲杠,擬投資2.7億元,擴建年產自潤滑軸承16
93、,700萬套、滾珠絲杠3萬套項目。公司滾珠絲杠產品主要應用于商用車變速箱,乘用車制動、轉向及駐車系統。根據公司2023年7月投資者問答,公司已經取得商用車主機廠定點,其他乘用車客戶正在開發及交樣過程中,同時積極探索在人形機器人領域的應用機會。此外,公司參股子公司華納傳動(公司持股45%)同樣具備滾珠絲杠生產能力,設計年產能約70萬套,其中包括50萬套新能源乘用車真空電子駐車總成用滾珠絲杠副、20萬套變速箱換擋滾珠絲杠副。圖表:2022年長盛軸承定增加碼滾珠絲杠擴產項目4.6 長盛軸承:自潤滑軸承龍頭,定增切入滾珠絲杠領域單位:萬元序號項目投資總額 擬使用募集資金金額1擴建年產自潤滑軸承16,7
94、00萬套、滾珠絲杠3萬套項目 26,540.1920,500.002新建年產14,000套風力發電自潤滑軸承項目13,116.929,600.003研究院建設項目3,026.002,500.004補充流動資金12,000.0012,000.00合計54,683.1144,600.0048公司是精密運動控制解決方案提供商,深度布局醫療器械與工業自動化領域。公司成立于2008年,專注于直線絲桿步進電機產品,是精密直線運動系統的領軍企業。公司主要從事線性執行器、混合式步進電機、直流電機、音圈電機及其組件等產品的設計、研發、生產和銷售,產品現已在醫療器械及工業自動化等領域得到廣泛應用。圖表:公司產品以
95、線性執行器與電機為主4.7 鼎智科技:線性執行器行業領先,自主研發絲杠零部件2022年5月-雙運動電機是將兩臺電機通過滑塊連接,實現電機的旋轉與伸縮兩種運動,既可以分開運動也可以同時運動,節省一方運動時等待另一方的時間,還可減少轉接結構,降低成本。2022年5月-直流無刷電機優點在于優良的啟動、調速特性,相同體積下具有較大的功率密度和過載能力。從16mm到86mm,共5個機座號,每個機座號可以選配不同的長度,實現30W到1.5KW定軸旋轉拖動。2022年5月-簡易直線模組以江蘇鼎智高精度絲桿步進電機為基礎,自主設計開發的簡易直線模組,產品結構緊湊牢靠,重復定位精度高,可選行程、導程多樣性高、定
96、制化水平高。2022年12月-14系列混合式步進電機鼎智最小的1.8步進電機,電機本體外方僅14mm,區別于傳統前后端蓋加螺釘固定,使用Mim支架且整體注塑,對電機定轉子進行了優化設計,使其在同體積情況下較常規電機性能提升30%左右。2023年5月-DSM系列簡易模組鼎智高精度絲桿步進電機+H級及以上滑軌組成。精簡結構設計,保證較高的精度和承載能力,運行順滑,是實現機械小型化的理想選擇。圖:公司近期推出的簡易模組類產品含有絲杠零部件產品2023H1收入占比應用領域主要終端產品線性執行器39%醫療領域、工業自動化領域體外診斷設備、核酸提取設備、寵物診斷設備、血液分析設備、尿液分析等醫療設備、工業
97、機器人等混合式步進電機15%醫療領域、工業自動化領域體外診斷設備、工業設備等直流電機6%醫療領域、工業自動化領域物流自動化設備等工業設備、醫學影像分析設備等醫療設備音圈電機32%醫療領域呼吸機(呼吸機配套音圈電機打破國外壟斷,已在邁瑞醫療呼吸機中批量應用_49絲杠軸端改制品扎制絲桿標準螺母微型花鍵軸標準大臺階軋制絲桿研磨絲杠研磨螺母微型花鍵軸滾珠花鍵滾珠絲桿微型KR模組微型導軌絲杠和電機的各種應用模組類產品等公司線性執行器行業領先,深度布局絲桿、螺母等線性執行器核心零部件。公司線性執行器已出貨邁瑞醫療、深圳新產業、美國IDEXX、Adaptas、韓國三星等企業。在線性執行器的基礎上,公司專注精
98、密運動控制系列產品研究,實現絲桿、螺母等線性執行器等核心零部件的自主可控。此外,2023H1公司成立一和起智能科技(江蘇鼎智控股70%),進一步加強在精密微型絲桿領域的深度布局。公司在絲杠領域同樣積極布局。1)在絲桿端:獨立設計T型絲桿的牙形及滾壓輪,采用先進滾壓設備和生產工藝,絲桿精度、光潔度及傳動效率等性能優異;2)在螺母端:自研材料配方、自主設計模芯牙形及脫模裝置,與絲桿配合使用背隙低于0.01mm,傳動壽命超500萬次。圖:一和起公司主要布局精密微型絲桿領域產品產品尺寸產品結構步進分辨率可選步長其他信息圖示滑動絲桿線性執行器8種尺寸:14/20/28/35/42/57/60/86mm4
99、種結構可選:外部驅動式,貫通軸式,C型固定軸氣缸式和K型固定軸式0.001524到0.127mm多種最大推力可達2400N。全系可選定制滾珠絲桿、絲桿加工方式、螺母類型、編碼器等。滾珠絲桿線性執行器6種尺寸:14/20/28/35/42/57mm均為外部驅動式0.005到0.1mm多種外部驅動式滾珠絲桿是標準,同時也可以提供更高精度的步進電機,28mm、42mmDLG系列??梢詾榭蛻籼峁〥LG系列產品將步進電機與滾珠絲桿為一體式的特殊設計機構。在導軌的支持下,DLG系列產品能夠減少機械部件,如聯軸器或其他部件,從而使客戶能夠設計出小型化、高精度定位的設備。圖表:公司具備多種絲杠線性執行器類產品
100、生產能力4.7 鼎智科技:線性執行器行業領先,自主研發絲杠零部件50國產機床工具行業龍頭,產品體系豐富完善。公司成立于1998年,產品涵蓋高端數控裝備及數控復雜刀具、高端制造產品、零部件產品、智能制造及核心數控技術和服務業務四大類。從收入占比來看,2023H1公司機床類、零部件類、工具類收入占比分別為47%、36%和8%。圖表:秦川機床產品體系十分完善產品分類主要產品主要用途適用范圍齒輪類零件的加工汽車、工程機械、海洋工程、機床、石油化工等數控車床CK/BL系列可配置多種數控系統用于高精高速復合加工新能源、半導體靶材、汽車、機械、摩托車、電機、軸承、液壓等五軸臥式加工中心箱體類、盤環類、板類等
101、零件的多面精密復雜加工汽車零部件、模具、工程機械、電機、半導體等五軸立式加工中心復雜曲面、多面體類零件的精密車、銑復合加工風電、工程機械、汽車工業、軌道交通、能源等五軸車銑復合加工中心復雜軸類零件等精密車、銑復合加工風電、能源、油氣、擠出機螺桿、塑料機械、曲軸及通用加工龍門加工中心高精度、形狀復雜的平面、曲面和特型零件的加工與制造汽車制造、新能源、機床、印刷、醫療機械等螺紋磨床滾珠絲杠副、螺桿副、精密蝸桿等產品的加工滾動功能部件、汽車零部件及新能源等蝸桿磨床各種齒型蝸桿的精密加工蝸輪蝸桿減速機制造行業及汽車零部件外圓磨床磨削多臺階或帶肩面的軸類零件汽車工程機械、海洋工程、機床、石油化工、新能源
102、等精密齒輪測量中心高精度齒輪各項精度測量光學軸類測量儀多臺階或帶肩面的軸類零件尺寸及形位公差測量齒輪雙面嚙合綜合測量儀高精度齒輪綜合精度項目測量滾珠絲杠鐵路轉轍機絲杠、電解鋁提升機絲杠、登機橋絲杠、矯直機絲桿、機床裝備絲杠以及新能源汽車、汽車零部件等滾動直線導軌機床裝備、各種機械設備、自動化行業以及汽車制造等各類傳動齒輪的加工汽車、電梯、冶金、礦山、工程機械、石油機械、重型機械、機床、機器人關節減速器等工業機器人關節減速器E、C、F、N和一體機五大系列滿足國內外用戶5KG800KG不同機器人及自動化應用的減速器選型需求關節機器人、SCARA機器人、機床刀塔、機床ATC刀庫、旋轉工作臺、AGV驅
103、動、醫療器械等各個工業荷載和牽引較重貨物AGV、電動叉車、高空作業平臺車、清潔設備洗地機以及各類電驅動移動設備,其中在電動叉車和AGV車中應用最為廣泛/高鐵站、地鐵站、機場等公共樞紐中心的扶梯,石油鉆采、海洋升降平臺、工程機械車輛等/中重型商用汽車和新能源汽車變速器配套蝸桿砂輪磨齒機、成形砂輪磨齒機、五軸加工中心等多規格、多品種的高端機床,滿足秦川集團內部各類機床的數控設備配套需求國家換腦工程、國家重大專項的高端機床數控系統汽車、工程機械、機床、石油化工、冶金礦山、紡織、印刷機械等/滾動功能部件高端復雜刀具新能源齒輪齒輪箱系列AGV舵輪精密磨齒機加工中心精密磨床測量設備4.8 秦川機床:中國機
104、床工具龍頭,深度布局磨床及絲杠51 4.8 秦川機床:中國機床工具龍頭,深度布局絲杠及其生產設備公司產品公司優勢產品案例圖示螺紋磨床多項產品填補了國內空白。SK743215GX高精高效數控絲杠磨床外圓磨床數控、高精度、大型化”車軸磨床、大型軸承磨、球面磨床等數控磨床新產品在鐵路、軸承行業市場占有率領先,處于國內同行業領先水平。MK8612AX15數控花鍵軸磨床刀具產品定位為中、高端復雜刀具,精密復雜數控刀具如滾齒刀具規模、技術等級水平國內排名第一。擁有多項專利,負責起草多項國家標準、行業標準。螺紋銑刀滾動功能部件秦川機床所屬漢江機床生產2級、3級精度的滾珠絲杠、直線導軌,有較高的精度保持性,完
105、全可以滿足中高檔數控機床的要求,實現了在新能源汽車領域制造裝備滾動功能部件和精密螺桿副的國產化推廣應用。絲杠圖表:秦川機床同時布局絲杠與絲杠生產設備,垂直一體化程度高在絲杠領域,秦川機床是少數同時具備絲杠和絲杠核心設備供應能力的企業。公司既具備滾動功能部件生產能力,又具備螺紋磨床、外圓磨床、刀具等絲杠設備的生產能力,是為數不多的垂直一體化程度較高的企業。1)磨床方面,漢江機床SGK743220/1高精度數控絲杠磨床磨削精度能穩定達到P1級;2)絲杠方面,可生產2級、3級精度的滾珠絲杠、直線導軌,可滿足中高檔數控機床的要求,實現了新能源汽車領域制造裝備滾動功能部件和精密螺桿副的國產化推廣應用。5
106、2目錄行星滾柱絲杠:人形機器人核心零部件,高壁壘&高價值量一下游:機床&新能源穩健增長,人形機器人打開市場空間二絲杠廠商擴產競賽開啟,工藝+設備為量產關鍵壁壘三四本土重點公司梳理五投資建議與風險提示535.1 投資建議投資建議:人形機器人量產浪潮來臨,絲杠作為價值量最高環節之一,國產供應商深度受益;板塊投資逐步重視基本面兌現能力,重點推薦具備大規模量產能力的【恒立液壓】,其他受益標的【貝斯特】【五洲新春】【長盛軸承】【北特科技】【秦川機床】【鼎智科技】【夏廈精密】【豐立智能】等。545.2 風險提示風險提示:1)人形機器人產業化不及預期:人形機器人行業尚處于產業化早期,若量產節奏推遲,則將對產
107、業鏈發展造成一定不利影響。2)相關公司新業務拓展不及預期:人形機器人處于發展早期,相關企業研發布局&產業化導入存在不及預期的可能性。華西證券研究所:華西證券研究所:地址:北京市西城區太平橋大街豐匯園11號豐匯時代大廈南座5層公司評級標準公司評級標準投資評級投資評級說明說明以報告發布日后的6個月內公司股價相對上證指數的漲跌幅為基準。買入分析師預測在此期間股價相對強于上證指數達到或超過15%增持分析師預測在此期間股價相對強于上證指數在5%15%之間中性分析師預測在此期間股價相對上證指數在-5%5%之間減持分析師預測在此期間股價相對弱于上證指數5%15%之間賣出分析師預測在此期間股價相對弱于上證指數
108、達到或超過15%行業評級標準行業評級標準以報告發布日后的6個月內行業指數的漲跌幅為基準。推薦分析師預測在此期間行業指數相對強于上證指數達到或超過10%中性分析師預測在此期間行業指數相對上證指數在-10%10%之間回避分析師預測在此期間行業指數相對弱于上證指數達到或超過10%分析師承諾分析師承諾作者具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格或相當的專業勝任能力,保證報告所采用的數據均來自合規渠道,分析邏輯基于作者的職業理解,通過合理判斷并得出結論,力求客觀、公正,結論不受任何第三方的授意、影響,特此聲明。評級說明評級說明55免責聲明免責聲明華西證券股份有限公司(以下簡稱“本公司”)具備證券投資
109、咨詢業務資格。本公司不會因接收人收到或者經由其他渠道轉發收到本報告而直接視其為本公司客戶。本報告基于本公司研究所及其研究人員認為的已經公開的資料或者研究人員的實地調研資料,但本公司對該等信息的準確性、完整性或可靠性不作任何保證。本報告所載資料、意見以及推測僅于本報告發布當日的判斷,且這種判斷受到研究方法、研究依據等多方面的制約。在不同時期,本公司可發出與本報告所載資料、意見及預測不一致的報告。本公司不保證本報告所含信息始終保持在最新狀態。同時,本公司對本報告所含信息可在不發出通知的情形下做出修改,投資者需自行關注相應更新或修改。在任何情況下,本報告僅提供給簽約客戶參考使用,任何信息或所表述的意
110、見絕不構成對任何人的投資建議。市場有風險,投資需謹慎。投資者不應將本報告視為做出投資決策的惟一參考因素,亦不應認為本報告可以取代自己的判斷。在任何情況下,本報告均未考慮到個別客戶的特殊投資目標、財務狀況或需求,不能作為客戶進行客戶買賣、認購證券或者其他金融工具的保證或邀請。在任何情況下,本公司、本公司員工或者其他關聯方均不承諾投資者一定獲利,不與投資者分享投資收益,也不對任何人因使用本報告而導致的任何可能損失負有任何責任。投資者因使用本公司研究報告做出的任何投資決策均是獨立行為,與本公司、本公司員工及其他關聯方無關。本公司建立起信息隔離墻制度、跨墻制度來規范管理跨部門、跨關聯機構之間的信息流動。務請投資者注意,在法律許可的前提下,本公司及其所屬關聯機構可能會持有報告中提到的公司所發行的證券或期權并進行證券或期權交易,也可能為這些公司提供或者爭取提供投資銀行、財務顧問或者金融產品等相關服務。在法律許可的前提下,本公司的董事、高級職員或員工可能擔任本報告所提到的公司的董事。所有報告版權均歸本公司所有。未經本公司事先書面授權,任何機構或個人不得以任何形式復制、轉發或公開傳播本報告的全部或部分內容,如需引用、刊發或轉載本報告,需注明出處為華西證券研究所,且不得對本報告進行任何有悖原意的引用、刪節和修改。56