工业机器人的核心部件是......
现今工业机器人的先进程度让人叹为观止，尤其是那些灵动的5轴6轴机器人，具有如此多的关节，还能够做到运动和指令的精确传输，各部位紧密配合完成复杂的工作，让人不禁好奇它们的传动系统到底是怎样的，关节到底是什么结构的呢？
日本安川机器人挥刀削豌豆
说起关节，主要是指工业机器人最重要的基础部件，也是运动的核心部件：精密减速机。这是一种精密的动力传达机构，其利用齿轮的速度转换器，将电机的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的装置，从而降低转速，增加转矩。
你造么，全球工业机器人的关节用到的精密减速机几乎都是日本造的：日本人说跪，全球机器人没几个能站着。。。
目前全球能够提供规模化且性能可靠的精密减速器生产企业不算多，全球绝大多数市场份额都被日本企业占据，在工业用机器人关节上的精密减速器上，纳Nabtesco(纳博特斯克)产品的全球市场占有率达60%，特别在中/重负荷机器人上，其RV减速器市场占有率高达90%。Harmonica（哈默纳科）的谐波减速器约占15%，还有住友重工(SUMITOMO，未查到比例)。
下面我们就来看看这几家知名机器人减速器企业
Nabtesco纳博特斯克
Nabtesco(纳博特斯克)是2003年9月成立的，看似一个00后公司。实际上它是由帝人精机(Teijin Seiki，1944年成立)和纳博克(Nabco，1956年生产了日本第一个自动门)这两家日本公司强强合并组成。作为运动控制系统和零部件的生产商，这两家公司都在其特定的业务领域，掌握了高端核心技术，控制了很高的市场份额，所以Nabtesco甫一成立，就位居同行业在日本乃至全世界的首位，世界上大多数机器人制造商均从Nabtesco的专利RV减速机获益并带来成功。
作为世界上最大的精密摆线针轮减速机制造商，Nabtesco生产高性能减速机、中空轴减速机，以及单轴伺服执行器和控制器。其生产的精密设备具有高扭矩、高刚性和高耐过载冲击荷载能力的同时，兼有高精密和非常低的回程间隙，被广泛应用于卫星、雷达天线、工业机器人、半导体和焊接技术等工业自动化领域。
Nabtesco有几个小视频能很直观形象地其产品展示在各种工业机器人上的应用。其中一个6轴机器人的跟大家分享。
6轴机器人的关节
1944年帝人精机成立伊始，在飞机制造业开展业务，1947年进军纺织机械制造领域，1955年开始制造飞行器零部件，1959年扩展至机床制造业。Nabtesco的RV减速器，前身正是帝人精机的主流产品，70年代开始作为挖掘设备驱动马达的核心部件使用。80年代早期，应世界主要机器人制造商要求，帝人精机改进了RV减速器，使之更加精准可靠，符合机器人制造行业的严格要求。取得了精密摆线针轮RV减速机专利后，于1986年开始批量生产，从此开始为现代工业机器人的关节应用进行配套。
拆解开观看内部结构
线路能很方便得从减速机中空的部分穿过。这样的设计不仅转矩更大，压缩比更高，接近零侧隙，而且还加载了一组更大的提供更大动量，并免去外部支撑设备的内角支撑轴。这样一来，就进一步节省了成本，简化了最终用户的设计工作。
Nabtesco：Hollow center Gear
Harmoinca哈默纳科
日本Harmonic Drive Systems Inc.(简称HDSI)是整体运动控制的领军企业，其生产的Harmonic Drive组合型谐波减速机，具有轻量小型、无齿轮间隙、高转矩容量等特点，被广泛应用于工业机器人、仿人机器人、半导体液晶生产装置、光伏设备、光学仪器、精密机床等各种尖端领域。阿波罗月球车的电驱动车轮里的波动齿轮就是用哈默纳科的产品！
为了涵盖谐波减速机所不能做到的低减速比领域，HDSI产品还涉及到精密行星齿轮箱型谐波减速机Harmonic Planetary。独特的内齿圈形变工艺，可以使得行星齿轮与其啮合的更紧、消除背隙，已达到精密级的传动误差。
谐波传动减速器（harmonic gear drive）是一种靠波发生器使柔性齿轮产生可控弹性变形，并与刚性齿轮相啮合，从头传递运动和动力的齿轮传动系统。谐波传动减速器是由美国人Clarence Walton Musser(-06-08)在1957年获得发明专利（美国专利号2906143），除此之外，这位曾在美国国防部工作15年的长寿发明家一生有250项重大发明，例如军用无后座力步枪，飞机弹射器，水下爆炸试验仪器等等。
听上去像大一个行业品类，其实harmonic drive是Harmonic Drive Systems Inc.的商标。1960年美国USM公司首次将谐波传动减速器成功投入运用，后来长谷川齿轮株式会社(Hasegawa Gear Works, Ltd.)获得了USM的生产许可。1970年10月，长谷川与USM各出资50%，在东京都成立了Harmonic Drive Systems Inc.，汉译哈默纳科。
哈默纳科是整体运动控制的领军企业，其生产的HarmonicDrive组合型谐波减速机，具有轻量小型、无齿轮间隙、高转矩容量等特点，被广泛应用于工业机器人、仿人机器人、半导体液晶生产装置、光伏设备、光学仪器、精密机床等各种尖端领域。
日哈默纳科和上面介绍的Nabtesco的美国子公司在马萨诸塞州成立了合资公司Harmonic Drive L.L.C.。
为了涵盖谐波减速机所不能做到的低减速比领域，产品还涉及到精密行星齿轮箱型谐波减速机(Harmonic Planetary)。独特的内齿圈形变工艺，可以使得行星齿轮与其啮合的更紧、消除背隙，已达到精密级的传动误差。
谐波减速器拆解开观看内部结构
谐波行星减速器Harmonic Planetary Gears
SUMITOMO住友
日本住友SUMITOMO是拥有400多年历史的世界500强之一的住友集团旗下的建设机械厂家，在世界范围享有盛誉。住友产品在1967年凭借自身技术开发研制了第一台液压挖掘机之后，目前世界各地到处活跃着住友液压挖掘机的身影。住友重机械工业株式会社 Sumitomo Drive Technologies住友重机械在日本便开始了电动机和减速机的自行制造生产。
住友减速机包含各种型号减速机，如住友大型斜齿轮减速箱，住友行星齿轮减速机，住友斜齿轮减速机，住友蜗轮蜗杆减速机等。减速比大，效率高：一级传动减速 比为9~87，双级传动减速比为121～5133，多级混合可达数万，且针齿啮合系套式滚动摩擦，啮合表面无相对滑动，故一级减速效率达94%。
1995年10月，由住友重机械工业株式会社和住友商事株式会社共同出资在中国天津成立住友重机械减速机(中国)有限公司，并在2001年成立上海分公司作为其产品在中国的销售总部，同时在上海的松江设有维修中心。
反观国内，我国对工业机器人用精密减速器的研究相比国外较晚，技术不成熟，与国外先进技术存在较大差距，形成了精密减速器不能自给自足的局面，严重依赖进口。这严重制约了我国工业机器人的发展，特别是在我国工业机器人逐渐产业化时期，工业机器人精密减速器的关键技术突破显得更加迫切。国务院印发的《中国制造2025》提出，“突破机器人本体、减速器、伺服电机、控制器、传感器与驱动器等关键零部件及系统集成设计制造等技术瓶颈。”
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今日搜狐热点解剖工业机器人全产业链（最详细的一篇）
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解剖工业机器人全产业链（最详细的一篇）
大家都只知道，工业机器人很火，富士康“机器换人”，6万工人失业背后有喜有忧，那么你真的知道工业机器人有哪些构造吗？工业机器人都应用在哪些领域？未来10年机器人会有哪些趋势呢？什么是工业机器人？工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。1、组成结构工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。 主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度。驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作。控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。2、工业机器人种类移动机器人（AGV）工业机器人的一种类型，它由计算机控制，具有移动、自动导航、多传感器控制、网络交互等功能。广泛应用于机械、电子、纺织、卷烟、医疗、食品、造纸等行业的柔性搬运、传输等功能，也用于自动化立体仓库、柔性加工系统、柔性装配系统（以AGV作为活动装配平台）；同时可在车站、机场、邮局的物品分捡中作为运输工具。点焊机器人具有性能稳定、工作空间大、运动速度快和负荷能力强等特点，焊接质量明显优于人工焊接，大大提高了点焊作业的生产率。主要用于汽车整车的焊接工作，生产过程由各大汽车主机厂负责完成。国际工业机器人企业凭借与各大汽车企业的长期合作关系，向各大型汽车生产企业提供各类点焊机器人单元产品并以焊接机器人与整车生产线配套形式进入中国，在该领域占据市场主导地位。弧焊机器人主要应用于各类汽车零部件的焊接生产。在该领域，国际大型工业机器人生产企业主要以向成套装备供应商提供单元产品为主。激光加工机器人激光加工机器人是将机器人技术应用于激光加工中，通过高精度工业机器人实现更加柔性的激光加工作业。真空机器人一种在真空环境下工作的机器人，主要应用于半导体工业中，实现晶圆在真空腔室内的传输。真空机械手难进口、受限制、用量大、通用性强，其成为制约了半导体装备整机的研发进度和整机产品竞争力的关键部件。而且国外对中国买家严加审查，归属于禁运产品目录，真空机械手已成为严重制约我国半导体设备整机装备制造的“卡脖子”问题。直驱型真空机器人技术属于原始创新技术。洁净机器人一种在洁净环境中使用的工业机器人。随着生产技术水平不断提高，其对生产环境的要求也日益苛刻，很多现代工业产品生产都要求在洁净环境进行，洁净机器人是洁净环境下生产需要的关键设备。工业机器人产业链分析工业机器人行业上游是核心零部件，主要的是减速机和控制系统，这相当于机器人的“大脑”，中游是机器人本体，就是机器人的“身体”，下游是系统集成商，国内企业都集中在这个环节上。中国工业机器人产业链分析中国工业机器人上游零部件行业主要是减速机、伺服电机、变频器、控制器等，其中减速器、伺服电机及伺服系统在工业机器人成本中所占比重较大，分别为39%，28%，本体制造占比为22%。虽然减速机、伺服系统在工业机器人成本中所占比重较大，但国内减速机、伺服电机等关键零部件发展相对滞后，技术水平较低，产品稳定性差，与国外产品相比存在不少差距，导致国内工业机器人减速机、伺服电机等零部件主要依赖进口，国内企业工业机器人生产成本较高，竞争力较弱。其中进口减速机主要有纳博、ABB、Harmonic、住友等品牌，伺服电机主要有安川、库卡、松下、三菱等品牌。中国工业机器人主要零部件成本占比工业机器人销售多是通过直销渠道完成，而且以系统集成商居多。同时，工业机器人也可以通过经销商、代理商、贸易商、工程商等非直销当时进行销售，而且国外品牌进入中国市场一般先通过代理商形式进入。核心零部件一般是通过贸易商以及代理商等方式采购。工业机器人下游用户行业主要是汽车、电子电气、塑料橡胶、化工等领域，主要用于搬运、焊接、包装、码垛、切割、喷涂等，而且随着人工成本逐渐上升，工业自动化水平不断提高，工业机器人的运用领域逐步扩大，用途逐渐增多。工业机器人企业分析机器人行业正经历前所未有的激烈竞赛，新公司的不断涌现让人应接不暇。美国《机器人商业评论》(下称RBR)公布了第五届2016年度RBR50名单(全球最具影响力50家机器人公司)，有三家中国公司跻身其中。2016年度RBR50的最终结果覆盖到了11个国家，除了大型企业集团，其中23%都是名不见经传的初创公司。中国的新松机器人自动化股份有限公司、大疆创新科技有限公司、富士康科技集团入选。前二者是全球无人机制造行业巨头，也是中国机器人产业中的佼佼者。以下是入选RBR50前十名的机器人公司。NO.1 3D Robotics(3DR)3DR是一家非上市机器人公司，位于美国加州伯克利。致力于创新、灵活、可靠的私人无人机和相关技术的研发。该公司的个人智能无人机平台为消费者享受提供惊人的航拍图像和数据分析，还具备绘制地图、测量分析和3D建模等更多功能。NO.2 ABB Robotics(ABB)ABB是一家专注于开发工业机器人及机械手的上市公司，位于瑞士苏黎世。在工业机器人、模块化生产系统与服务的供应领域占有主导地位。它为制造商提高生产效率、产品质量和保障工人安全提供强大的解决方案。随着制造商们逐渐开始寻求提高灵活性、敏捷性和竞争力的新方法，ABB在步入开拓新市场行列的同时，也渗透进传统行业。NO.3 AethonAethon是一家专注于开发移动机器人的非上市公司，位于美国宾夕法尼亚州匹兹堡。Aethon是全球自主移动运输机器人供应商中的佼佼者。TUG机器人能够使内部物流运输任务自动化，它能够在动态且复杂的环境中自主导航，比如在医院运输货物。NO.4 谷歌(微博)(Google)谷歌专注于研发医疗、辅助、仿人、工业、机械手、移动机器人，位于美国加利福尼亚。2013年，谷歌连续快速收购了7家高级且技术多样化机器人公司——Boston Dynamics、Bot & Dolly、Holomni、Industrial Perception、Meka Robtics、Redwood Robotics、Schaft,Inc，当时在机器人行业引起了很大的轰动。NO.5 亚马逊(Amazon)亚马逊专注于研发移动机器人，位于美国西雅图。亚马逊在北美地区甚至国际上扮演着一个在线零售商的角色，其通过零售网站来服务消费者，比如amazon.com 和amazon.ca，消费者主要从厂家和第三方经销商这两种渠道来购买产品。NO.6 Autonomous Solutions(ASI)ASI是一家专注研发移动机器人的非上市公司，总部位于美国犹他州门敦。十五年以来，ASI在矿业、农业、汽车、工业、安全和军事市场为客户提供无人驾驶车硬件和软件系统。ASI与一些世界领先的原始设备制造商在矿业、农业和安全领域有一项长达数年、投资数百万美元的机器人产品开发项目。NO.7 CANVAS TechnologyCANVAS Technology是一家专注于研发工业、移动机器人的非上市公司，位于美国科罗拉多博得尔。这是一家工业机器人创业公司，该公司目前仍在隐形模式下运行，但却已经吸引了许多投资机构的资金，比如Visionnaire Ventures、AME Cloud Ventures、Morado Venture Partners。NO.8 Carbon RoboticsCarbon Robotics是一家专注开发机器人的非上市公司，位于美国加利福尼亚州旧金山。该公司面向市场制造低成本的机械臂，KATIA是他们的第一款产品，具备工业机器人的功能，但其价格与可用性却只与一台笔记本电脑相当。NO.9 Clearpath RoboticsClearpath Robotics是一家专注于开发工业、移动机器人的非上市公司，位于加拿大安大略省基奇纳的斯特拉斯堡。该公司专门为学术、工业和军事研发应用领域设计并制造无人驾驶车的解决方案。NO.10 CyberdyneCyberdyne是一家专注研发医疗、辅助机器人的非上市公司，位于日本茨城町。该公司将Sankai教授的发明以及他在筑波大学的实验室商业化，该公司的旗舰产品是混合辅助肢体(HAL)，能够通过皮肤解读神经信号，赋予或增强人类的运动机能。中国机器人产业的发展势头不可小觑，共有三个公司上榜NO.12 大疆创新科技有限公司(DJI)大疆创新科技有限公司是一家专注与移动机器人的非上市公司，位于中国深圳市南山区。该公司为影视、农业、环境保护、搜救与救援、能源基础设施等专业领域制造无人机及其相关摄像系统。NO.18 富士康科技集团(FoxconnTechnology Group)富士康科技集团是一家专注研发工业机器人的上市公司，位于中国台湾省台北市。由郭台铭于1974年，以7500美元创立了鸿海精密工业有限公司，即富士康科技集团的前身。NO.38 新松机器人自动化有限公司(SiasunRobot & Automation Co Ltd)新松机器人自动化有限公司是一家专注开发工业机器人的上市公司，位于中国辽宁省沈阳市。主营业务为研究与开发工业机器人应用以及自动生产线的装配和测试。其应用领域涵盖汽车、摩托车、工程机械、电子和电气装配等。许多国际知名企业自动化设备供应商都向上海新松提供过设备，比如德尔福(DELPHI)、WEBSTO、采埃孚(ZF)、CONTINENTAL、SDS等等。数据分析2016年度RBR50名单总涵盖11个国家，国家分布情况如下：加拿大(3)、中国(3)、丹麦(1)、德国(3)、印度(1)、以色列(1)、日本(9)、韩国(1)、瑞士(1)、英国(3)、美国(24)。2015年度的RBR50名单总涵盖11个国家，国家分布情况如下：加拿大(3)、丹麦(1)、法国(1)、德国(8)、日本(9)、韩国(1)、荷兰(1)、瑞士(3)、中国台湾(1)、英国(3)、美国(19)。经比对发现，2016年美国新上榜5家公司，德国5家公司落榜，瑞士只存留1家公司，法国和荷兰则完全落榜。同时也出现了一些新面孔，以色列、印度和中国。可以从RBR50名单中看出，欧洲的机器人产业大有严重下滑的趋势，亟需重振；印度的GreyOrange公司赶上了物流运输业迅猛发展的大势，其主打的移动机器人将在亚洲市场上有很大的发展潜力。英国的Delphi,、Soil Machine Dynamics、Open Bionics三家公司上榜，令人惊讶的是，Open Bionics这家小公司已经连续两年登榜了；加拿大继续凭借着Clearpath,、Robotiq和新Titan Medical三家公司保持着实力。2015全球30%工业机器人卖到中国市场无论是中国制造2025的提出还是工业4.0概念的深入传播，都预示着我国制造业正在向着智能化、机械化方向迈进，工业机器人的快速发展就是其中最具代表性的一项产业。请加微信号：robotinfo 学习工业智能化知识销售增速强劲2015年中国市场销量超过75000台，同比增长36.6%，全球每售出3台机器人，就有1台卖到中国。中国工业机器人市场（来源：CRIA）2015年中国市场工业机器人销量约占全球30%（来源：IFR）中国工业机器人保有量占全球1/10（来源：IFR）不同类型机器人销量变化在工业机器人类型方面，高端机器人增速加快。2015国产机器人销量占比（来源：CRIA）在应用领域方面，搬运上下料机器人仍居第一，占总销量的53%，同比增长109%；焊接销量占比19%，同比增长32%。2015国产工业机器人应用占比（来源：CRIA）政策推动力度更大中国制造2025中明确提出，到2020年工业机器人销量达到15万台，保有量达到80万台。中国制造2025重点领域技术路线图（来源：工信部）应用行业越来越广泛机器人的应用行业也是越来越广泛，在低端产能加速扩张，如陶瓷卫浴、家具制造、食品饮料、快消品、服饰鞋帽等；并进入到货币银行、仪器仪表、生物制药等新兴领域。请加微信号：robotinfo 学习工业智能化知识2014年工业人机器人在各行业的销售比例（来源：CRIA）汽车行业汽车行业仍是工业机器人的第一大应用市场，其中零部件厂商需求大于整车厂，但要求较低。主要国家汽车行业机器人密度比较（来源：IFR）另外，新能源汽车快速发展带来电池制造、换电站等新兴需求也给工业机器人带来了新的市场。3C产业3C产业是机器人密度最低的行业，但也是增长空间最大的行业。2012年至2017年中国3C产业规模中日韩三国3C产业机器人密度比较（来源：IFR）国内外工业机器人产业链供应商一览（来源：WIND）未来10年机器人发展趋势机器人自身在变革，总体向更安全易用、更利于普及、更智能的方向发展。未来十年以下三大发展趋势可以解决行业痛点，促进机器人真正普及，也蕴藏着巨大投资机会。通用软件平台降低机器人行业门槛电脑和智能手机的快速普及主要内在动力就是通用的操作系统和应用软件，机器人也一样。不同的机器人厂商使用的操作系统、中间件以及编程语言各有区别，，增加了使用成本和机器人应用范围。通用软件平台（操作系统）就是解决这一问题，让使用机器人像使用智能手机一样便利。图表1：常用机器人软件开发平台通用软件平台大大降低了机器人的开发门槛，社区中的成熟软件可以直接刷入机器人使用；未来配合3D打印技术，使小企业甚至个人也有机会成为机器人开发者。蕴含的机会在于，可能出现针对ROS系统的二次开发或者优秀的应用软件，成为像智能手机APP那样的“爆款”。人机协作促进机器人普及，机器人走向融合的开端人机协作是工业机器人发展的新形态，把人的智能和机器人的高效率结合在一起，共同完成作业；简单来说就是“人”直接用“手”来操作机器人。人机协作是机器人进化的必然选择，特点是安全、易用、成本低，普通工人可以像使用电器一样操作它。根据美国ABI Research的报告，2015年至2020年期间，协作机器人市场份额有望增长10倍，从接近9500万美元升值到超过10亿美元。将由以下三个主要市场驱动：电子制造和电子智造、中小型企业及寻求机器人优化解决方案的企业。图表2：E协作机器人出货量预测协作机器人结构简单，主要通过软件整合来实现功能。硬件构成主要是球形关节、反向驱动电机、力觉/视觉传感器及更轻的材料，传统的减速机等核心零部件未来将不再关键。目前协作机器人处于市场导入期，成本仍然较高，效率低，使用不如人意，主要机器人厂商推出各种协作机器人抢占入口，国内企业有了跟外资站在同一起跑线的机会。新松、埃夫特、遨博智能2015年都推出了协作机器人。机器视觉、深度学习让机器人更智能人工智能首先应用于工业机器人领域，主要就是机器视觉和深度学习。机器视觉是现有的机器人从自动化设备转变为智能机器的一个关键因素。最初是作为机器人的辅助工具，提高柔性和对工作环境的反馈，主要应用于引导和定位、检测和识别等，随着工业大数据和深度学习的发展，未来将使机器视觉成为智能生产系统的主导，做出决策和预判断。2014年全球机器视觉规模持续走高，达到36.7亿美元。主要分布在北美、德国、英国、日本、中国等地区和国家，其中中国占到8.1%；预计到2018年全球市场规模将达到50亿美元。图表3：年全球机器视觉市场规模图表4：2014机器视觉地区占比深度学习推动机器人摆脱预编程序的束缚，真正走向智能化。深度学习使机器人可以像人一样通过学习掌握新的技能，适应未知的工作环境。深度学习在工业机器人的应用分为三个层次，一、机器人通过试错学会新技能；二、多台共享经验提高学习效率；三、机器人可以预防并且自行修复故障。目前已经到了第二个阶段。2016年是深度学习元年，深度学习走向商业化和开源。FANUC和人工智能初创企业Preferred Networks合作推出了深度学习机器人，无需工程师调试可自己学会挑选工件。ABB、丰田都在开发基于深度学习的工业产品，国际巨头谷歌、facebook、特斯拉都宣布开源其深度学习服务。图表5：深度学习走向商业化和开源机器视觉和深度学习使初创企业或者小企业也有机会跟大型企业平等对话，对机器人行业潜在的影响是颠覆性的。结束语这是一个「中国制造」向「中国智造」转型的时代。机器人代替人去干一些重复性的事情，这样才能推进科技进步，人才才会进入新行业，每一个人的生产价值才会提高。前不久，作为全球第一大代工厂商富士康，在自动化探索的道路上给众多企业敲响了「机器替代人」的号角。我们可以大胆地预测，未来十年工业机器人市场会更加广阔，「机器替代人」会深入到各行各业，自动化转型也会成为众多企业发展的目标。
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我想开一个专门制造机器人零部件的小工厂，我该在哪里购买设备？我的资金只有5万够吗？
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机器人零部件不懂。
有多大胃口吃多少到饭。5W就干5W的事情嘛，好好规划规划，能省就省。设备贵点话，可以租。设备不贵可以买二手的。办公条件差点儿，节省一切开销。干好事情，不在于你钱多钱少，在于你的执着，在于你解决困难的能力。资金仅仅是一方面。
祝福创业成功。
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server is ok工业机器人的行业分析（经典 全面 推荐）
中国是最具发展潜力的工业机器人国家，但竞争也更激烈。工业机器人在发达国家已经取得了较快的发展，日本和德国凭借先发优势和技术积淀在工业机器人领域具备领先优势，四大家族占据了工业机器人约50%的市场份额。我国工业机器人的需求增速近5年一直处在较高水平，2014年一举成为全球最大工业机器人消费市场。我们认为我国人力成本上升、工业机器人成本回收期的缩短、工业机器人密度的差距都将维持我国工业机器人的景气度，中国还是最有发展潜力的工业机器人国家。预计未来几年中国机器人产能将成倍上升，但竞争将进一步加剧。
工业机器人产业链中，上游核心零部件的受限于进口严重限制了我国工业机器人的发展，突破核心零部件生产的本土企业具备大规模产业化基础，在竞争中具备优势。工业机器人的产业链上中下游分别为零部件、本体和集成，我国企业大多集中在集成端，承担系统二次开发、定制部件和售后服务等附加值低的工作。这是由于核心零部件尤其是RV减速器的进口抬高了我国工业机器人的成本，严重制约了我国工业机器人产业的发展。工业机器人零部件亟需国产化突破，并且是规模化量产的突破，否则没有意义。国内具有机器人零部件研制、本体制造和系统集成能力的机器人企业才具备大规模产业化基础，能在接下来的竞争中占据优势。
谈智能制造，离不开工业机器人
1.1. 中国制造2025，缔造“制造强国”战略
《中国制造 2025》，是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。为推进我国从制造大国向制造强国迈进，国务院组织编制并于日正式发布了《中国制造2025》，对我国制造业转型升级和跨越发展作了整体部署。《中国制造2025》提出通过“三步走”实现制造强国的战略目标：
第一步，到 2025 年迈入制造强国行列；
第二步，到 2035 年我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平；
第三步，到新中国成立一百年时，我制造业大国地位更加巩固，综合实力进入世界制造强国前列。
1.2. 智能制造是中国制造2025的灵魂
1.2.1. “智能制造”愿景描述
智能制造是指在生产过程中，将智能装备通过通信技术有机连接起来，实现生产过程自动化；并通过各类感知技术收集生产过程中的各种数据，通过工业以太网等通信手段，上传至工业服务器，在工业软件系统的管理下进行数据处理分析，并与企业资源管理软件相结合，提供最优化的生产方案或者定制化生产，最终实现智能化生产。
智能制造不是空穴来风，它与德国提出的“工业 4.0”方向趋同，是我国乃至世界制造业的发展方向。智能制造的提出远早于《中国制造2025》，最早是以“改造和提升制造业”的形式提出。
1.2.2. 智能制造是中国制造2025的核心
《中国制造2025》要推动的是智能化升级。自动化是我们所处的工业3.0版本，《中国制造2025》更强调的是推动信息化升级，达到智能化。在智能制造中，“端”——智能装备通过通信技术有机连接起来，实现生产过程自动化，通过各类感知技术收集生产过程中的各种数据，通过“网”——工业以太网等通信手段，上传至“云”——工业服务器，在工业软件系统MES的管理下进行数据处理分析，并与企业资源管理软件ERP相结合，优化生产方案、实现定制化生产，形成“设计-开发-质量管理-服务”的闭环。
从《中国制造2025》重点突破领域可以看到智能制造的核心地位。制造业覆盖很广，必须坚持整体推进、重点突破。《中国制造2025》围绕经济社会发展和国家安全重大需求，选择 10 大优势和战略产业作为突破点，力争到 2025 年达到国际领先地位或国际先进水平。它们是：新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农业装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械。我们对着十大领域的发展重点/应用示范工程，七大领域对智能制造有着明确相关要求。
1.3. 智能制造，工业机器人领舞
1.3.1. 智能制造是从端到网的智能连接
根据我们对行业的实际访谈，得知：智能制造发展不是一蹴而就的，而是“自动信息化”、“互联化”到“智能化”层层递进、演变发展的。产业链涵盖智能装备、工业互联网、工业软件及将上述环节有机结合的自动化系统集成及生产线集成等。
1.3.2. 工业机器人是智能制造的重要基础
智能装备和产品是智能制造的实现端，工业机器人是智能装备的重要基础。智能制造实际是信息技术与制造技术的融合发展，可以细分着力发展智能装备和智能产品、推进生产过程智能化和深化互联网在制造领域的应用三个方向。三个方向中，智能装备和产品是智能制造的实现端，智能装备和产品中，最为重要的体现则是工业机器人。机器人替代人工生产是未来制造业重要的发展趋势，是实现智能制造的基础，也是未来实现工业自动化、数字化、智能化的保障。围绕汽车、机械、电子、危险品制造、国防军工、化工、轻工等应用需求，工业机器人将为智能制造中智能装备的普及代表。
中国是最具潜能的工业机器人发展国家
2.1. 工业机器人在发达国家已经获得快速发展
机器代人热潮使工业机器产业得到快速发展。工业机器人诞生于上世纪40年代的实验室里，20多年后才在日本开始产业化。 21 世纪以来，随着劳动力成本的不断提高，技术的不断进步，各国陆续进行制造业的转型与升级，出现了机器人替代人的热潮，工业机器人自动化装备备得到了快速发展。据国际机器人工业联合会统计， 2014年全球工业机器人销量达到22.92万台，同比增长28.7%。2008年至2014 年，工业机器人期间复合增长率达到30.7%，正处在快速发展期。工业机器人已广泛应用于汽车、电子电气、金属和机械等领域，在机器人替代人工生产是未来制造业重要的发展趋势，是实现智能制造的基础，是未来实现工业自动化、数字化、智能化的保障。
日本、德国的工业机器人水平全球领先，四大家族为全球主要的工业机器人供应商，这主要因为他们具备先发优势和技术沉淀。日本在工业机器人关键零部件（减速机、伺服电机等）的研发方面具备较强的技术壁垒。德国工业机器人在原材料、本体零部件和系统集成方面有一定优势。从全球来看，日本和欧洲是工业机器人的主要产地，ABB、发那科（FANUC）、库卡（KUKA）和安川电机（YASKAWA）这四家企业是工业机器人的四大家族，成为全球主要的工业机器人供货商，2013 年四大家族工业机器人收入合计约为50 亿美元，占据全球约50%的市场份额。
2.2. 工业机器人在中国还有很高发展潜能
2.2.1. 我国已成为工业机器人最大的消费市场，景气度仍在提升
对比工业发达的日本、德国和美国，我国工业机器人需求增速的走向与他们大致相同，但增速一直较高。在2013年以前，日本一直是全球最大的工业机器人市场，但自2011年以来日本工业机器人的增速较为平缓。2013年，我国工业机器人销量一举成为全球最高， 2014年我国工业机器人销量达到57096台，同比增长56.7%，销量第一的市场位置继续保持。
2.2.2. 未来这种趋势会保持吗？
从机器人保有密度上看，会。取每万人拥有的机器人数量为机器人保有密度指标，我国2014年为36台/万人，日本为314台/万人，德国为292台/万人，韩国为478台/万人，中国台湾为138台/万人，全球平均为66台/万人。我国的机器人保有密度不仅与先进工业国家有差距有十倍之多，与全球平均水平相比都有翻番空间，这种差距也间接的显示了未来工业机器人的需求空间。
从机器人的成本回收期看，会。根据国家统计局的数据，我国制造业城镇单位就业人员的年平均工资从2010年都 30916万元增长到2014年的51369万元，年均增速达到13%。根据中国产业信息网的资料，工业机器人的成本逐年递减4%。以165KG 的六轴机器人为例，其回收周期将由年下降到年。随着人力成本的上升、老龄化的加剧，我国数量庞大、低成本劳动力优势在逐渐丧失，基础性工作招人越来越难。工业机器人成本的下降，机器人的投资回收期还将进一步缩短，将有助于机器人逐步实现劳动力替代。
机器人换人的节奏仍然没有结束，随着人工成本进一步提升，机器人价格进一步下滑，机器人在下游应用的领域逐步拓宽，机器人需求仍然保持景气向上。
2.2.3. 国产机器人迎来巨大替代空间
工业机器人的市场目前被日本四大家垄断，国产化的替代空间还很大。我国工业机器人产业发展较晚，受零部件供应、相关技术和加工工艺等因素影响，中国市场上工业机器人基本被以ABB、库卡、发那科和安川四大巨头为主的国外机器人品牌占据着，国产机器人品牌仅占约8%的市场份额。中国处于工业机器人生产的产业链下游，多数厂商承担系统二次开发、定制部件和售后服务等附加值低的工作。随着我国工业机器人市场需求的迅速扩大，国内企业的自主研发投入的不断加大，研发能力不断提升，未来几年将拉近与国际厂商的差距，国产机器人将填补巨大的替代空间。
工业机器人产业链分析
3.1. 工业机器人产业链
工业机器人具备在高危环境下生产、生产效率高、稳定性强、精度高等特点，它是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的装置，主要由本体、伺服电机、减速机、控制器、传感器等核心零部件构成，操作系统包括伺服系统、控制系统、视觉系统等。
机器人自动化行业按产业链分为上游、中游和下游。上游生产核心零部件：包括减速器、伺服系统、控制器；中游是本体生产商，包括工业机器人本体、服务机器人本体。下游是系统集成商，包括单项系统集成商、综合系统集成商。
工业机器人优于传统的机械设备的原因主要在于上游的关键基础部件。从结构上来看，工业机器人由控制系统、驱动系统和执行机构组成，分别对应控制器、伺服电机和减速器等核心零部件。从成本上来看，核心零部件占工业机器人成本大头，约72%左右。多轴工业机器人的成本构成中，机械本体约占22%；伺服系统约占24%；减速器系统约占36%；控制系统约占12%；其他外设约占6%。
我国工业机器人主要集中在本体和集成端，原因在于核心零部件缺失严重抬高国内工业机器人成本，制约行业发展。多数厂商承担系统二次开发、定制部件和售后服务等附加值低的工作。关键基础部件中，减速器控制器在国内大部分知名机器人本体制造企业均已实现自主生产，但和国际水平仍有差距；而另两个关键基础部件——伺服电机和减速器，仍大量依赖进口。全球减速器行业集中度很高，两家日本公司纳博特斯（Nabtesco）和哈默纳科（Harmonic Drive）控制的全球机器人减速器市场超过75%（工业机器人用减速器轴承的开发与应用，《机械工程师》2015年第5期），包括ABB、FANUC、KUKA、MOTOMAN在内的国际主流机器人厂商的减速器均由以上两家公司提供。国内机器人市场主要采购以上两家企业的减速器，但采购成本往往较高，这成为了制约国产机器人发展的主要瓶颈之一。
国产机器人比进口机器人贵，原因在零部件上。根据产业信息网发布的《年中国钕铁硼永磁材料产业市场分析及投资前景预测报告》，目前一台165kg焊接机器人成本国内约为29.9万元，而国外大约为16.86万元。零部件成本差异是造成国内外机器人成本差距的最大因素，其中减速器是成本差异最大部分，国内和国外和成本比达到4.4，控制器的国内外成本比,达2.6，伺服电机（驱动）的国内外成本比为1.68（1.95）。国内的材料消耗也更大，如在永磁同步伺服电机中钕铁硼材料成本，国内单体用量比国外高接近1倍。
3.2. 核心零部件——市场需求广阔，亟需国产化突破
国内减速器、伺服电机市场需求广阔。一般而言，一套工业机器人的一个手臂需要配备一个减速器和伺服电机，那一套工业机器人需要配备4-6个减速器/伺服电机和1套控制系统。根据世界机器人协会的预测， 年我国工业机器人销量将保持12%的年增长率，分别达到6.395万台、7.162万台和8.022万台。假设平均一台工业机器人平均配备5个减速器/伺服电机，工业机器人精密减速器/伺服电机的年的需求量将达到31.98万套、35.8万套和40.1万套。
工业机器人零部件亟需国产化突破，并且是规模化量产的突破，否则没有意义。减速器是国内机器人产业必须攻克的关卡，尽管研发过程漫长充满挑战，也有少数公司经过多年研发，生产出了减速器，但未大规模量产。日本减速器掌握减速器市场的绝大份额，大规模量产，生产成本低，掌握了定价权。根据我们的草根调研，国外进口RV减速器价格是国内企业减速器产品的3倍，他们还有很大的降价空间挤压中国品牌。国内即使研发出合格的减速器，也得量产才有意义。否则没有量，就算技术达到日本标准，日本四大家机器人公司同样不会买中国的。
3.2.1. 减速器——机器人的关节，不能缺失之痛
减速器对机器人意味着什么？精密减速器，是一种精密的动力传达机构，它利用齿轮的速度转换器，将电机的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的装置，从而降低转速，增加转矩。精密减速器是工业机器人最重要的零部件，工业机器人运动的核心部件“关节”就是由它构成，每个关节都要用到不同的减速机产品。
按结构不同，工业机器人用精密减速器可以分为五类，RV减速器和谐波减速器是工业机器人最主流的精密减速器。精密减速器按照结构的不同，可以分为谐波齿轮减速器、摆线针轮行星减速器、RV减速器、精密行星减速器和滤波齿轮减速器五类。在精度、扭矩、刚度、传送效率等衡量减速器的各个性能指标上，它们各有不同。其中，RV减速器和谐波减速器是工业机器人最主流的精密减速器。
RV减速器和谐波减速器是工业机器人中使用最主要的减速器，RV减速器在先进机器人传动中有逐渐取代谐波减速器的趋势。世界75%的精密减速器市场被日本的Harmonica Drive 和Nabtesco占领，其中Nabtesco生产RV减速器，约占60%的份额，Hamonica Drive生产谐波减速器，约占15%的份额。RV减速机主要用于20公斤以上的机器人关节，谐波用在20公斤以下机器人关节。RV减速器不像谐波减速器那样随着使用时间的增长，运动精度会显著降低，在先进机器人传动中有逐渐取代谐波减速器的趋势。但由于RV减速机组成零件更复杂，承载强度更高，不光制造难度要比谐波减速机大，其生产线投资规模远大于谐波减速机。
回顾减速器两巨头的前世今生，他们的减速器业务都经过了数十年的发展。如Nabtesco的RV减速器，前身正是帝人精机的主流产品。70年代开始，帝人精机减速器作为挖掘设备驱动马达的核心部件使用。80年代早期，应世界主要机器人制造商要求，帝人精机改进了RV减速器，使之更加精准可靠，符合机器人制造行业的严格要求。取得了精密摆线针轮RV减速机专利后，于1986年开始批量生产，从此开始为现代工业机器人的关节应用进行配套。可见，减速器是需要时间积淀成功的。
我国精密减速器为起步晚，逆袭挑战重重。相比日本巨头几十年的积淀，中国的工业机器人用精密减速器研究开始较晚，技术不成熟，形成了精密减速器不能自给自足的局面，严重依赖进口。RV减速器需要传递很大的扭矩，承受很大的过载冲击，保证预期的工作寿命，因而在设计上使用了过定位结构，加工十分困难。看似简单的RV减速器，实则是对我国工业基础系统的挑战。昂贵进口的通用机床不一定能生产出精密零部件，不是仅仅引进几台进口设备就可以生产制造出来的，没有吃透相关材料、热处理、工艺等是不可能生产出精密减速器的。国内有部分公司在技术水平上取得了重大突破，目前也未形成较大的销售规模。
国内涉足RV精密减速器的公司有上市公司秦川机床、上海机电、巨轮股份，新三板公司有唯一标的恒华股份，非上市公司有南通振康、恒丰泰、武汉精华、上海精华、山东帅克等，涉足谐波减速器的有非上市公司苏州绿的谐波传动科技有限公司、北京中技美克谐波传动有限公司等。
3.2.2. 伺服电机：工业机器人的必不可少的关键零部件
机器人电动伺服驱动系统是利用各种电机产生的力矩和力，直接或间接地驱动机器人本体以获得机器人的各种运动的执行机构，通常由伺服电机以及伺服驱动器组成。除了可以进行速度与转矩控制外，伺服系统还可以进行精确、快速、稳定的位置控制。伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补充马达间接变速装置，它将电压信号转化为转矩和转速，以驱动控制对象，可使控制速度、位置精度非常准确。
机器人对关节驱动电机的要求非常严格，交流伺服电机在工业机器人中得到广泛应用。机器人对伺服电机的严格要求：
1）快速响应性，电伺服系统的灵敏性愈高，快速响应性能愈好。
2）起动转矩惯量比大，在驱动负载的情况下，要求机器人的伺服电机的起动转矩大，转动惯量小。
3）控制特性的连续性和直线性，随着控制信号的变化，电机的转速能连续变化，有时还需转速与控制信号成正比或近似成正比，调速范围宽，能使用于1：的调速范围。
4）体积小、质量小、轴向尺寸短，以配合机器人的体形。
5）能经受得起苛刻的运行条件，可进行十分频繁的正反向和加减速运行，并能在短时间内承受数倍过载。交流伺服驱动器因其具有转矩转动惯量比高、无电刷及换向火花等优点，在工业机器人中得到广泛应用。
目前国内高端市场主要被国外名企占据，主要来自日本和欧美，未来国产替代空间大。目前国外品牌占据了中国交流伺服市场近 80%的市场份额，主要来自日本和欧美。其中，日系产品以约 50%的市场份额居首，其著名品牌包括松下、三菱电机、安川、三洋、富士等，其产品特点是技术和性能水平比较符合中国用户的需求，以良好的性价比和较高的可靠性获得了稳定且持续的客户源，在中小型 OEM 市场上尤其具有垄断优势。未来五年，我国伺服系统行业受益于产业升级的影响，将保持较快增长，国产替代空间还很大。
国产伺服产品将重现国产发频器癿光辉历程，进口替代加速迚行。起步相对较早的国产变频器已经在 OEM 市场取得较好成绩，而国产伺服产品技术正在不断进步，我们认为本土伺服产品未来有望复制国产变频器的发展路线，在 OEM 进口替代市场取得较大突破。
中国内较大的伺服品牌市场包括上市公司埃斯顿、汇川技术、华中数控、广州数控、和利时、新时达，新三板公司北超伺服。其中，汇川技术提供的机器人解决方案中伺服电机和数控系统基本实现自给，新时达、埃斯顿部分型号机器人开始使用自行研制的控制器和伺服系统，北超伺服能够为客户提供电机与驱动器一体化产品。
3.2.3. 控制器：与国际差距最小的机器人零部件
机器人控制器是机器人控制系统的核心大脑。控制器的主要任务是对机器人的正向运动学、逆向运动学求解，以实现机器人的操作空间坐标和关节空间坐标的相互转换，完成机器人的轨迹规划任务，实现高速伺服插补运算、伺服运动控制。机器人控制器由机器人控制器硬件和机器人控制器软件组成。机器人控制器的软件部分是工业机器人的“心脏”，随着科技的发展，工业机器人从下位机到上位机的应用软件方面都有了不同程度的研究成果。
控制器的市场份额基本和机器人保持一致，国内企业控制器尚未形成较大市场份额。控制器、软件与本体一样，一般由机器人厂家自主设计研发。目前国外主流机器人厂商的控制器均为在通用的多轴运动控制器平台基础上进行自主研发，各品牌机器人均有自己的控制系统与之匹配。因此控制器的市场份额基本和机器人保持一致，国内企业控制器尚未形成市场竞争优势。
国内企业机器人控制器产品已经交为成熟，是机器人产品中与国外产品差距最小的关键零部件，国内控制器与国外产品存在的差距主要在控制算法和二次开发平台的易用性方面。控制系统的开发涉及较多的核心技术，包括硬件设计，底层软件技术，上层功能应用软件等，随着技术和应用经验的积累，国内机器人控制器所采用的硬件平台和国外产品相比并没有太大差距，差距主要体现在控制算法和二次开发平台的易用性方面。
未来几年中国国产机器人将得到快速发展，国产机器人控制器应用市场面临较好的发展契机，尤其是在运动控制领域深耕多年的企业。机器人轴数越多，对控制器性能要求也越高：机器人自由度的高低取决于其可移动的关节数目，关节数愈多，自由度越高，位移精准度也越高，其所使用的伺服电机数量就相对较多，即越精密的工业型机器人所用的伺服电机数量愈多。一般每台多轴机器人由一套控制系统控制，也意味着控制器性能要求越高。随着中国工业机器人的快速发展，具有较强研发能力的公司会具备更强的竞争优势。
本体：打通上下游产业链，体现于入口价值
机器人本体是什么？机器人本体属于设备集成的范畴。按照机械结构分，机器人本体可分为直角坐标机器人、SCARA机器人、关节型机器人、并联机器人及其他。不同种类或行业的机器人，对技术指标有不同的侧重要求。如汽车行业的焊接机器人对关节型机器人本体有较高精度和速度和要求，而码垛类机器人、搬运机器人则对负载能力要求比较高，应用于电子行业较多的SCARA 机器人则对精度和速度要求比较高。全球工业机器人市场主要为关节型全球工业机器人。
机器人本体企业可以有效整合上游零部件企业和下游系统集成商。机器人本体制造商负责工业机器人支柱、手臂、底座等部件与精密减速器等零部件生产加工组装及销售，应用和集成可以本体企业自己实施，也可以给集成商来完成，本体企业具有有效整合上游零部件和下游系统集成商的入口能力。国际上的工业机器人本体制造商包括库卡、ABB、发那科、安川电机等。国内包括新松机器人、广州数控、锐奇股份、埃斯顿、埃夫特、佳士科技、亚威股仹等。国内大多数机器人本体公司以采购集成为主。
2014年我国工业机器人本体市场规模84亿，预计2018 年机器人本体市场规模为300 亿，还有2.7倍的空间。根据世界机器人协会的最新数据和《中国制造 2025》工业机器人技术路线图，预计我国机器人市场未来 4 年复合增速约为 30%，若以 20万元/台的测算，则 2018 年我国机器人本体市场规模为 300亿，是2014年的 2.67 倍。
经济型本体是国产机器人本体的发展方向。国外机器人行业伴随汽车行业的成长，而且汽车行业对机器人精度、效率和稳定性要求都非常高。在汽车领域，国内机器人企业短期不能和国外企业竞争。开发应用于汽车产业以外一般制造业的经济型机器人是国产机器人本体现阶段的发展方向。经济型本体包括低成本的六轴通用机器人和三、四轴专用机器人。经济型本体分为两类：
1）国产核心零部件可以突破，国内机器人企业可以批量化生产降低成本的通用六轴关节机器人；
2）应用于某一领域的专用机器人，如用于电子行业的SCARA机器人、桌面机器人就属于经济型本体中的专机，这类专用机器人通常三、四轴（国外通常称为机械手）。
在电子、家电制造、金属制造、塑料化工、食品等行业，外资机器人企业行业经验和客户基础优势并不明显，客户更加注重机器人产品的性价比，这是国产机器人的超车机会。
长期看好能研制出适合中国市场需求的，具备成功五要素的机器人企业。“伺服系统”、“控制器”、“核心算法”、“精密减速器”,以及“应用和集成技术”这五大核心技术被称为机器人本体的“成功五要素”。国内机器人本体要发展的好，在这五大领域至少要有2个是擅长的。首先伺服系统和控制器这两块要吃透，然后在核心算法方面需要做到比较好。高精度机械传动（即减速机）可以采用外购。应用和集成可以本体企业自己实施，也可以给集成商来完成。
我国工业机器人区域分布情况分析
目前，我国工业机器人已形成环渤海、长三角、珠三角和中西部四大产业集聚区。
长三角地区机器人产业发展较早，实力雄厚，发展水平较高，四大家族、国内龙头企业和科研机构于此都有所分布。
我国工业机器人区域分布情况
珠三角地区控制系统占有优势，广州数控是国内技术领先的专业成套机床数控系统供应商，年产销数控系统占国内同类产品市场的1/2份额；
此外沿海经济发达地区是国内工业机器人的主要市场，珠三角地区市场应用空间大。
环渤海地区以北京、哈尔滨、沈阳为代表，科研实力较强，研究机构众多；
国内代表企业有沈阳新松、哈工大机器人、哈博实等，均属于行业龙头企业，龙头企业牵引作用明显。
中西部地区机器人产业起步较晚，但不甘人后，近年来借助外部科技资源，发展势头强劲，行业龙头企业埃夫特从无到有再变强，骨干企业也快速发展；
研究机构偏少，本地科研资源稍显不足。
工业机器人市场分析
机器人制造需求市场的巨大潜力，也为我国的机器人自动化产业迎来了极佳的发展时机。有数据显示，伴随我国工业机器人需求的迅猛增长，2016年我国或将成为全球最大的工业机器人市场。对此，不论是国际机器人企业，还是我国本土的机器人企业，都对机器人应用市场充满了信心。近日，互联网周刊发布了中国科技机器人企业排行榜，不少A股上市公司榜上有名。
一、潜力巨大的工业机器人市场
中国机器人产业联盟数据显示，2014年全球机器人销量增长27%至22.5万台，中国市场销量增长54%至5.6万台，连续两年成为全球最大工业机器人市场。其中国内企业销售16945台，比上年增长77%，外资企业在华销售约40000台，较上年增长47%。在过去十年，中国机器人市场销量年均复合增长率达到32%，年分别达到45%、54%。
目前工业机器人在汽车行业应用最为广泛，国内汽车行业机器人市场约400多亿元，汽车以外的制造业需求约200亿。未来汽车行业的应用增长趋缓，而其他如电子电气、化工、制药等行业的机器人需求则成倍增长。未来3年，机器人在3C电子、金属、橡胶塑料、食品以及医药行业的应用增长将超过汽车行业，一般制造业领域将成为工业机器人的新战场。预计到2020年国内机器人市场将达到2000亿元。其中一半制造业1400亿，汽车600亿。
2016上半年中国机器人科技公司排行榜
从全球范围看，日本、德国、韩国、美国四国的工业机器人市场成熟度高，而中国是最具市场潜能的国家;中国、日本、美国是工业机器人主要购买国，但中国工业机器人的渗透率远低于发达国家，日本、德国、美国等发达国家工业机器人技术和渗透率优势明显，其中日本是全球工业机器人最大的生产国和消费国;从单一企业来看，瑞典的ABB、德国的库卡、日本的发那科和安川电机四家企业是全球主要的工业机器人供货商，在全球工业机器人本体市场，机器人四大龙头企业近几年年收入占比超过50%，是这一领域的绝对强者;在机器人系统集成方面，除了机器人本体企业的集成业务，知名独立系统集成商还包括杜尔、徕斯和柯马等。
主要国家工业机器人密度
二、工业机器人的分类
工业机器人目前从市场化和可接受的角度是大大高于服务类机器人的，这可能也和现实的市场需求有较大关联，很多产品的普及从历史角度来看，也是先工业后民用。工业机器人从机械结构可分为：
关节机器人
关节机器人也称关节手臂机器人或关节机械手臂，是当今工业领域中最常见的工业机器人的形态之一。适合用于诸多工业领域的机械自动化作业，比如，自动装配、喷漆、搬运、焊接等工作。机器人前3个关节决定机器人在空间的位置，后3个关节决定其姿态，多以旋转关节形式构成。
新松的柔性关节机器人
平面SCARA机器人
平面内运动，结构简单，性能优良，运算简单，适于精度较高的装配操作;SCARA机器人有3个旋转关节，其轴线相互平行，在平面内进行定位和定向。另一个关节是移动关节，用于完成末端件在垂直于平面的运动。手腕参考点的位置是由两旋转关节的角位移φ1和φ2，及移动关节的位移z决定的，即p=f(φ1，φ2，z)，如图所示。这类机器人的结构轻便、响应快，例如Adept1型SCARA机器人运动速度可达10m/s，比一般关节式机器人快数倍。它最适用于平面定位，垂直方向进行装配的作业。
备注：SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm，中文译名：选择顺应性装配机器手臂)
平面SCARA机器人
直角坐标机器人
也称桁架机器人或龙门式机器人。是能够实现自动控制的、可重复编程的、多自由度的、运动自由度建成空间直角关系的、多用途的操作机。其工作的行为方式主要是通过完成沿着X、Y、Z轴上的线性运动。特点：简单，控制方便，占地空间大。
直角坐标机器人
三、工业机器人投资机会
现在我国国内工业机器人产业呈现出整机产业泡沫化和关键零部件面临突破的两大特点。
机器人整机
过去5年，中国机器人市场以年均36%的速度增长，2013年销售量攀升至36560台，同比增长60%，成为世界第一机器人大国，也是全球机器人增长速度最快的市场。国内机器人整机企业也越来越多，据不完全统计2014年底就达到了4000家。
但是国内大多数机器人公司只做系统集成，规模不大，关键零部件依靠进口，普遍做的是生产加工生意，产品层次不高，依然以传统机器臂和机器手为主。
因为减速器、伺服电机等核心零部件只能依赖国外，成本高，让国产机器人与国外产品的售价很难拉开差距，缺乏竞争优势。
关键零部件
国内有一种通常的说法：工业机器人主要由机械本体及控制系统、伺服驱动、伺服电机、减速器四大核心功能零部件组成，其中机械本体占总成本的10%，控制器、伺服驱动、伺服电机三者共占60%，减速器占30%。也就是减速器占据工业机器人成本的1/3。
在机器人关键器件方面，国内企业正面临突破的边缘。控制器、伺服驱动、伺服电机国内龙头企业(埃斯顿、埃夫特等)已经实现量产，开始逐步替代进口产品。减速器领域国内企业正处于突破的边缘，秦川机床、双环传动(等企业已经生产出样品，开始提供给整机厂进行小批量试用。关键零部件的国产化将最终大幅度降低国产工业机器人售价，提高国内机器人企业的竞争力。
四、榜单上市公司简析
新松机器人
公司是目前国内机器人行业龙头企业，主要业务包括：机器人系统集成，自动化立体仓库，军用机器人等。公司近年来积极拓展机器人控制器、伺服电机等关键零部件、工业机器人本体、军用机器人、服务机器人及激光等业务，符合机器人行业发展大趋势。
依托中科院沈自所，具有强大的技术基础和政府资源。国内较早进入机器人领域，业务模式稳定，营收规模稳定增长。
随着机器人行业的快速发展，公司作为行业龙头有理由享受行业高溢价，并有望成为千亿级的机器人公司。预计公司年净利润分别是4.2亿、5.8亿、7.7亿。对应当前股价PE为121倍、88倍、66倍。
汇川技术股份有限公司是专门从事工业自动化控制产品的研发、生产和销售的高新技术企业。主要产品有低压变频器、高压变频器、一体化及专机、伺服系统、PLC、HMI、永磁同步电机、电动汽车电机控制器、轨道交通牵引系统等。公司在低压变频器市场的占有率在国产品牌厂商中名列前茅，其中一体化及专机产品在多个细分行业处于业内领先地位。
汇川技术重点布局智能制造、新能源、工业互联网三大领域，产品广泛应用于电梯、起重、机床、金属制品、电线电缆、塑胶、印刷包装、纺织化纤、建材、冶金、煤矿、市政、汽车、轨道交通等行业。
2015年公司实现营业收入27.71亿元，同比增长23.54%，归母净利润8.09亿元，同比增长21.46%，EPS1.02元，经营活动产生的现金流量净额8.02亿元
新时达是国内最大的电梯控制系统配套供应商。上海新时达机器人有限公司是新时达股份全资子公司。2003年新时达收购了德国Anton Sigriner ElektroNIk GmbH公司，分别在德国巴伐利亚与中国上海设立了研发中心，把全球领先的德国机器人技术引入中国。2013年在中国上海建立了年产能2000台的生产基地，机器人产品系列已覆盖6kg-275kg。
新时达依托机器人控制器、驱动器、系统软件平台等领先技术，为客户提供最佳的一体化系统解决方案。公司的服务网络已覆盖中国31个省、市地区。新时达机器人适用于各种生产线上的焊接、切割、打磨抛光、清洗、上下料、装配、搬运码垛等上下游工艺的多种作业，广泛应用于电梯、金属加工、橡胶机械、工程机械、食品包装、物流装备、汽车零部件等制造领域。2014年公司陆续完成和推出6轴小型多关节机器人、控驱一体化产品，运动控制底层平台建设、新一代伺服驱动系统等产品，开始了公司机器人的生产。
14年收购深圳市众为兴数控技术有限公司将业务扩展到机器人关键零部件领域，加速机器人量产速度。众为兴是国内排行第二的控制器企业，有长久的控制器研制历史，众为兴的SCARA机器人已供应富士康和歌尔声学等电子企业。15年支付现金拿下晓奥享荣51%股权进入了汽车自动化生产线，晓奥享荣是一家汽车整线装备领域具有系统智能化工程设计、制造及配套等核心竞争力的企业，具备了完整的机器人汽车自动生产线设计、制造、工程施工以及相关配套技术。
均胜电子主要致力于智能驾驶控制系统、新能源汽车动力管理系统、工业自动化及机器人、高端汽车功能件总成等的研发与制造。总部位处中国宁波，全球拥有约20家生产及销售基地，4个研发中心;现有员工7000余名，研发人员逾1000人。成立于2004年的均胜电子前身是一家以汽车功能件为主业的零部件企业。
2011年至今，公司先后收购了德国老牌汽车电子公司PREH、德国软件公司INNOVENTIS、德国机器人公司IMA和德国优秀汽车零部件企业QUIN。通过企业创新升级和多次实施海外并购，公司提前实现全球化和转型升级的战略目标，增强了各个业务领域的实力。目前均胜电子已成为宝马、奔驰、奥迪、大众、通用和福特等汽车制造商的A级供应商，并屡获保时捷、大众、通用等汽车制造商优秀供应商奖。此外，公司还与佛吉亚、博世、伟世通等国际著名汽车零部件供应商紧密合作。
主要业务分为四块，按照收入占比依次为：
1)汽车电子产品：57%。(人机交互(HMI)，前五大客户是宝马、奔驰、大众、福特和通用)
2)内外饰功能件：32%(与Quin整合，定位高端产品，优化低端生产线，毛利率增长2.5个百分点)
3)工业自动化及机器人：7%(提供整套解决方案，不限于汽车零部件，包括医疗和快消行业。知名客户包括博格华纳BORGWARNER、苏斯帕(SUSPA)、天合(TRW))
4)新能源动力控制系统：4%(为宝马供应电池管理系统，为特斯拉供应部分传感元器件，提供宁波新能源大巴的电容管理系统)
可见，工业自动化及机器人和新能源动力控制系统还属于发展阶段。其中工业自动化及机器人的毛利率较高。
2015年4月份，在IPO排队苦等多年的埃斯顿终于如愿以偿地登上中小板，成为了继新松机器人后又一只“纯正”的国产机器人概念股。自成立以来，埃斯顿一直专注于高端智能机械装备及其核心控制和功能部件研发、生产和销售，主要产品包括应用于金属成形机床的数控系统、电液伺服系统、广泛适用于各种机械装备的交流伺服系统，以及工业机器人及成套设备等。
埃斯顿2010年便开始研发工业机器人，2011年成立了专门研发和生产工业机器人的控股子公司埃斯顿机器人公司，并开始进行机器人本体以及零部件的研发制造。目前，埃斯顿的机器人产品包括六轴通用机器人、四轴码垛机器人、scara机器人、DELTA机器人以及伺服机械手和智能成套设备。
埃斯顿是国内领先的智能工业装备核心零部件和工业机器人提供商，公司技术实力强大，主要产品金属成型机床的数控系统和电液伺服系统市占率分别超过80%和30%，位居国内第一，交流通用伺服产品销售额仅次于汇川技术，目前重点发展的工业机器人产品仅用三年时间跻身本土品牌前五。公司工业机器人和伺服系统业绩快速增长，定增加码业绩有望继续腾飞，未来在工业4.0、智能制造领域拥有巨大空间癿工业机器人和通用伺服产品有望放量成为公司业绩主要增长点。
华昌达的原有业务主要是生产销售汽车总装生产线，2013年公司投入研发费用1500多万元进行了包括AGV系统和机器人集成应用等在内的项目研发。2014年，华昌达以6.3亿拟溢价10倍购买上海德梅柯100%的股权;2015年，华昌达又以交易对价为5350万美元现金出海收购DMW。
上海德梅柯是工业机器人集成系统供应商，一直专注于工业机器人成套装备及生产线的设计、研发、生产和销售;而DMW是美国专注于提供汽车生产线的物料管理系统提供商，主要面向北美汽车行业与工业市场制造商，是美国本土最具规模的汽车智能装备系统集成商之一。
同时，华昌达相关人士透露，在今年公司的海外收购中，应该会有项目落地。不难预测，随着华昌达在资本运作层面的进一步加深，若华昌达能实现最大化的整合上海德梅柯、DMW以及后续并购标的的优势资源，其有望成为国内机器人系统集成领域巨头之一。
公司代理的纳博特斯克减速器业务占比较小，电梯是公司最核心的业务，公司还是日本纳博特斯克的代理商，随着纳博特斯克常州减速器工厂的设立，将为公司拓展新的利润增长点。
2015年2月，上海机电发布公告称，公司全资子公司上海电气液压气动有限公司将与日本纳博特斯克株式会社合资设立纳博特斯克精密机器有限公司，从事生产机器人精密减速机。纳博精机将根据机器人精密减速机的生产所需，对原江苏纳博的建筑物和生产装备进行改建和重新布局，计划形成年产20万台精密减速机的产能，机器人精密减速机目前基本由纳博特斯克垄断，也是本土机器人发展的关键掣肘，上海机电在机器人领域的布局不可小觑。
2005年公司自由研发机器人本体、自主研发机器人控制器，实现工程应用。博实股份在搬运机器人设备、经济型物流搬运机器人等领域部分完成中试，有的在推广应用阶段，有的已实现规模销售，高温机器人、智能货运转移设备等是博实的战略新产品。博实股份是中国石化重大装备国产化研制单位，其客户包括中国石化、中国石油、中化集团、中国海油、中国大唐等全国大型企业集团。
此外，2015年，博实股份出资一亿元注册资金设立全资子公司博实高端医疗装备有限公司，同时与哈尔滨思哲睿智能医疗设备有限公司、苏州康多机器人有限公司、杜志江等9名自然人共同签订《微创外科手术机器人及智能器械项目投资协议书》。投资项目主体致力于微创外科手术机器人、康复机器人、系列化机器人手术器械等高端外科手术设备和智能医疗器械的研发。
根据相关研究机构预测，全球医疗用机器人市场规模将由2011年的不到7.9亿美元，到2016年增长至13亿美元。博实股份如能积极发力医疗机器人市场，率先突破产业化，降低成本，或有望实现弯道超车，抢占国内医疗机器人市场战略高地。
蓝英装备发布的2016年一季度业绩预告中显示，公司盈利550万元，比上年同期下降39.96%。2015年1月，蓝英装备与机器人系统集成商骏腾发自动焊接装备有限公司签署《投资框架协议书》，公司拟以现金方式向目标公司增资，增资后持有其51%股权。骏腾发于2010年进入机器人自动化集成领域，公司营业收入在近几年得到较快增长。未来发展中，蓝英装备有望携手骏腾发将工业机器人系统集成业务做强做大。
公司主要从事智能输送成套设备的研发设计、制造、安装调试与技术服务，以技术为依托为客户提供智能输送整体解决方案，是国内最早从事该业务领域的企业之一。
近几年，三丰智能在智能装备领域的并购整合动作一直在不断加快。2014年1月下旬，三丰智能宣布收购合肥天海小松自动化仓储设备有限公司;8月底，公司又宣布相继收购湖北众达智能停车设备有限公司70%股权与湖北三扬石化有限公司70%股权。
2014年11月，三丰智能出售子公司三丰驰众49%股权，并购长沙驰众。2014年公司子公司湖北三丰驰众机器人有限公司实现营收1629.18万元，湖北三丰小松自动化仓储设备有限公司实现营收35.03万。
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