证券研究报告行业报告|行业深度研究2024年4月26日机器人系列报告丝杠：高端机床国产替代，机器人再添增长空间作者：分析师孙潇雅SAC执业证书编号：S1110520080009天风证券行业评级：强于大市（维持评级）请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明上次评级：强于大市一、丝杠：线性传动部件，下游应用多在机床、工业自动化、汽车等，人形物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/杭空航天。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柱丝杠市场空间30-100亿元。特斯拉人形机器人Optimusl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、丝杠行业国产誉代空间大，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C5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瑞。滚柱丝杠海外全面领先国内，典型龙头有德国舍弗物德，国内尚处于初始阶椴。德国Schaeffler、美国Exar、瑞士Ro小vis、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/滚柱丝杠需喜削加工，核心壁垒在于喜床设备、唐削、热处理工艺kow-ow。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。诗务必阅读正文之后的信息披露和免责申明2磨削丝杠生产周期牧长、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。中高端滚珠丝杠、滚柱丝杠市场多为海外巨头垄断，重加人形机器人大的产业趋势，中高端丝杠国产普代空间大，建议关注：1)丝杠：主营汽车底盘零部件，在精密车加工、磨加工、原材料调质、表面热处理积累了较多kmow-ow的【北特科技】；率先布局机床丝杠，拥有设备先发优势的【贝斯特】。2)设备：国内轧辊磨床行业的领军企业，现已具备导轨、丝杠研发和生产能力的【华辰装备】；主营高端车床，具备以车代磨技术，客户群涵盖贝斯特、五洲、双环等的【浙海德曼】；已有数控螺纹磨床产品的【日发精机】。3)耗材：旋风铣削工艺下的PCBN刀具企业【沃尔德】。风险提示：人形机器人发展不及预期、特斯拉人形机器人进展不及预期、丝杠国产化进展不及预期、测算有主观性。诗务必阅读正文之后的信息披露和免责申明3一、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请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明4口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。常见的爆旋丝杠传动形式主要有梯形爆蚊丝杠、珠丝杠和行星藏柱丝杠三种。√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，二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。√藏珠丝杠：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。√行星滚柱丝杠：以丝杠旋转作为驱动，通过丝杠与滚柱之间的螺旋运动，由滚柱带动螺母做直线运动。行星滚柱丝杠主要由丝杠、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。图：梯形滚珠/滚柱丝杠梯形丝杠滚柱丝杠来源：博特精工官网、《行星滚柱丝杠电动缸应用现状》邓骑、天风证券研究所5