开源机械深度剖析:再论机器人丝杠

行星滚柱丝杠潜藏的巨大业务价值

特斯拉人形机器人为例,其身体关节需配备16根行星滚柱丝杠,在大规模量产后,每根均价可达1000元 ,单台机器人在这部分的ASP(平均销售价格)即为16000元。假设毛利率为30%,净利率12% ,那么单台机器人在身体关节丝杠方面可实现净利润1920元。再看灵巧手,其中的微型滚柱丝杠暂按20根计算,大规模量产后均价300元,ASP达6000元,毛利率35%,净利率15%,净利润为900元。如此一来,单台机器人在丝杠方面的总ASP达到20000元,总利润2800元。倘若年产量达100万台,对应的市场规模将高达260亿,利润28亿,按市场估值逻辑,其潜在市值空间有望达到1000亿,业务增长潜力巨大。

行星滚柱丝杠面临的重重难点

设计挑战

需依据机器人电机扭矩进行自主设计,寻求最优方案。当前国内拥有正向设计能力的企业屈指可数,如未上市的杭州新剑,以及与杭州新剑达成战略合作的五洲新春震裕科技

材料与热处理难题

材料需兼顾多方面性能,既要满足表面和心部的硬度要求,做到硬且韧,又要保证组织高度均匀,变形控制在极小范围,尺寸精度达几微米,直线度为0.01mm,同时还要具备耐磨和抗疲劳特性,这就要求企业熟练掌握淬火、渗碳、液氮冷冻等复杂工艺。

精密加工困境

加工流程涵盖粗加工的外圆车削、螺纹粗铣,精加工的外圆磨削、螺纹精磨、表面研磨,以及装配环节的非标定制工装夹具,每个环节都对精度和工艺有极高要求。

检测环节严苛

需借助多种高精度检测设备,对丝杠的直径、螺距、导程、直线度、表面光洁度、噪声等进行全方位实时检测,确保产品质量。

大规模量产考验

实现大规模量产需具备设备改造和自制能力、雄厚的资金实力、大量熟练工人,以及严格的工艺流程管理,缺一不可。

行星滚柱丝杠领域的企业布局

海外企业

舍弗勒旗下的GSA、依维莱在该领域布局较早,拥有100 - 200人的专业团队;博世力士乐虽在积极研发,但目前暂无量产线;日本THK专注于滚珠丝杠,尚未涉足滚柱丝杠;台湾上银同样以滚珠丝杠为主,尚无滚柱丝杠产品。

国内企业

产能方面,杭州新剑目前月产能已超3000根;五洲新春、震裕科技月产能处于1000 - 2000根区间。小批量量产的企业有贝斯特恒立液压双林股份、汉江机床(秦川机床旗下)、合肥赛里斯(江苏雷利参投)、扬州众孚;具备制造能力的包括南京化纤(南京工艺)、岐山北方机械、长盛轴承;具备配套能力的是北特科技;还有长板、狄兹(KGG)等企业也在积极布局。

丝杠企业进入T链的确定性分析

直接对接T的能力

丝杠作为机器人核心部件,若企业有能力和渠道直接对接T并配合研发和投产,优势显著。按目前份额来看,杭州新剑(五洲新春)、舍弗勒(五洲新春)表现突出;震裕科技是预备役力量;恒立液压则具有潜在可能。

配合执行器供应商的能力

双林股份、贝斯特、南京化纤有能力配合执行器供应商(tire1)生产完整丝杠产品。

配套执行器供应商的能力

北特科技具备为执行器供应商提供配套的能力。

在灵巧手微型滚柱丝杠领域,难度更大,目前仅有杭州新剑(五洲新春)实现突破,震裕科技正在全力开发。