今天分享的是 机器人专题系列 深度研究报告：《 机器人专题-丝杠：高端机床国产替代，机器人再添增长空间 》

（报告出品方： 天风证券 ）

报告共计： 26 页

摘要

一、丝杠:线性传动部件，下游应用多在机床、工业自动化、汽车等，人形机器人有望打开新空间

丝杠主要包括梯形丝杠、滚珠丝杠及行星滚柱丝杠。螺纹丝杠主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力。同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。丝杠主要有梯形丝杠、滚珠丝杠和行星滚柱丝杠，滚珠丝杠传动效率、精度明显高于梯形丝杠,故多应用在数控机床等领域，行星滚柱丝杠较滚珠丝杠优势在于抗冲击力、承载力更强。我们预计全球滚珠/柱丝杠市场空间约在140/20亿元，主要下游是机床/航空航天。目前全球滚珠丝杠市场空间在100-150亿元，其中国内占比约20%，下游包括机床(占比50%+)、工业自动化、汽车;目前全球滚柱丝杠市场空间在20亿元左右，多应用在航空航天。人形机器人有望扩容滚桂丝杠市场空间30-100亿元。特斯拉人形机器人Ootimus的线性执行器核心零部件有滚柱丝杠，我们预计10、50.100万台人形机器人下对应单价为3000元/个、1500元/个、1000元/个，假设14个线性执行器10个采用滚柱丝杠，对应市场空间为30、75、100亿元。

二、丝杠行业国产替代空间大，核心壁垒在于设备&工艺know-how

滚珠丝杠头部企业多在欧洲和日本，高端市场国产化率低。滚珠丝杠目前全球头部NSK、THK等CR5市场占有率达到约46%;国内上银+银泰合计市占率接近50%，NSK、THK合计占比15%。

滚柱丝杠海外全面领先国内，典型龙头有德国舍弗勒等，国内尚处于初始阶段。德国Schaeffer、美国Exar、瑞士RolMs、瑞典SKF公司、日本NTN 株式会社等公司已经形成了相对成熟的行星滚柱丝杠产品系统，国内尚处于小批量生产的初始阶段。

高精度的滚珠丝杠/滚柱丝杠需磨削加工，核心壁垒在于磨床设备、磨削、热处理工艺know-how。我们认为丝杠国产化的第一重壁垒在于磨床设备(高端丝杠产品的磨床依赖进口，典型进口企业有日本三井)，此外整个生产涉及几十道工序，在磨削、热处理等环节均考验know-how，最终考验的是产品的精度保持性和大批量量产的一致性。

奢削丝杠生产周期较长、效率较低，旋风铣削工艺有望降本提效。一般磨削丝杠粗道加工工艺为砂轮磨削，此工艺下整个生产周期在30-45天，效率较低，旋风铣削(通过安装在高速旋转刀盘上的硬质合金成型刀具，从工件上铣削出螺纹的螺纹)，可大幅提升生产效率(理论上比传统加工效率最高可提高10倍)，我们认为此技术对要求降本的人形机器人意义较大。

丝杠主要包括梯形丝杠、滚珠丝杠及行星滚柱丝杠

螺纹丝杠主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。

常见的螺旋丝杠传动形式主要有梯形螺纹丝杠、滚珠丝杠和行星滚柱丝杠三种。

梯形螺纹丝杠:其螺旋形式是一种普通的等腰梯形，传动时存在表面滑动摩擦，连续工作发热严重。此外，传动效率也较低，一般适用于大负载但工作转度和工作制要求很低的应用场合。

滚珠丝杠:利用滚珠链在丝杠轴与螺母之间做滚动运动，将旋转运动转换成直线运动，由于滚珠不断在两个负载承载面之间循环,存在相互碰撞及未端急剧转向，导致高转速条件下丝杠传动效率降低、噪声大，一般只适用于中等性能要求的应用场合。行星滚拌丝杠:以丝杠旋转作为驱动，通过丝杠与滚样之间的螺旋运动，由滚样带动螺母做直线运动。行星滚林丝杠丰要由丝杠螺母和滚柱组成，丝杠和螺母为多头螺纹，行星滚柱一般为单头螺纹，滚柱两端设置了螺纹齿，与内齿圈螺纹啮合，其传动原理与行星轮系相似，丝杠类似太阳轮，滚柱作为行星轮，螺母作为齿圈，当丝杠旋转时，滚柱围绕丝杠作行星运动，同时通过螺旋传动原理将丝杠旋转运动转化为螺母直线往复运动。