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國金證券-運(yùn)動控制行業(yè)研究:高端裝備“大腦”,機(jī)器人孕育新空間-230705
上傳日期:
2023/7/6
大?。?/td>
4448KB
格式:
pdf 共39頁
來源:
國金證券
評級:
買入
作者:
滿在朋
,
李嘉倫
下載權(quán)限:
無限制-登錄即可下載
投資邏輯:
運(yùn)動控制器+執(zhí)行器(驅(qū)動電機(jī)) +傳感器枸威運(yùn)動控創(chuàng)系統(tǒng),是敖控機(jī)床、機(jī)器人等高端裝備的核心基礎(chǔ)部件:運(yùn)動控制主要指按照運(yùn)動軌跡要求,在復(fù)雜條件下把規(guī)劃指令變成期望的機(jī)械運(yùn)動,通過執(zhí)行器(通常由伺服驅(qū)動+電機(jī)構(gòu)成)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動,并通過傳感器完成閉環(huán)反饋。運(yùn)動控制系統(tǒng)是高端裝備的核心基礎(chǔ)部件,決定了裝備的精度、效率,同時其也是不同品牌高端裝備形成差異化競爭的重要構(gòu)成。
適動控制器為適動控制系姚“大腦",遁用運(yùn)動控制器主要分為PLC、嵌入式、PC-Basod三大類:運(yùn)動控制器主要任務(wù)是根據(jù)運(yùn)動控制的要求和傳感器件的信號進(jìn)行必要的邏輯、數(shù)學(xué)運(yùn)算,為電機(jī)或其它動力和執(zhí)行裝置提供正確的控制信號,性能直接決定了運(yùn)動控制系統(tǒng)的性能水平。
工業(yè)機(jī)器人通常采用PC作為上位機(jī)完成人機(jī)變互/軌跡規(guī)劃,基于PLC或PC-Basod控制器遁過關(guān)節(jié)控制、位置控創(chuàng)、力控制實(shí)現(xiàn)運(yùn)動控制:工業(yè)機(jī)器人通常采用PC作為上位機(jī)完成人機(jī)交互和軌跡規(guī)劃,確定運(yùn)動控制參數(shù),再通過單/多關(guān)節(jié)控制(由電機(jī)驅(qū)動,電流、速度、位置檢測實(shí)現(xiàn)閉環(huán)),位置控制(可通過笛卡爾位置控制在關(guān)節(jié)控制基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)),力控制(采用多維力傳感器獲取笛卡爾坐標(biāo)系中的力信息實(shí)現(xiàn)反饋)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動控制,最終經(jīng)過電機(jī)驅(qū)動,經(jīng)過齒輪組、減速器等為關(guān)節(jié)提供動能,通過關(guān)節(jié)速度、位置、力控制實(shí)現(xiàn)多自由度運(yùn)動。
人形機(jī)器人在工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)上進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)“奧人”屬性,步態(tài)控制、手臂控制、軌跡規(guī)劃要求均更高,難度預(yù)計(jì)將顯著提升,有望帶來市場需求增量:人形機(jī)器人采用“類人”結(jié)構(gòu),步行狀態(tài)下的運(yùn)動控制系統(tǒng)屬于非線性和強(qiáng)耦合,易受環(huán)境因素干擾,假設(shè)髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)分別為3/1/3個自由度,僅下肢就為一個14自由度系統(tǒng),多關(guān)節(jié)聯(lián)動控制難度較高。在手臂控制除多關(guān)節(jié)聯(lián)動帶來的難度外,其“類人”屬性對于沖擊(代表力矩變化的快慢,影響振動、機(jī)械磨損等因素)控制的要求更高,以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的抓取和抬舉物品,并且為了實(shí)現(xiàn)與環(huán)境交互,需要引入視覺傳感器來完成空間定位實(shí)現(xiàn)軌跡規(guī)劃。更多的聯(lián)動關(guān)節(jié)數(shù)量、更多的傳感器都將加大運(yùn)動控制難度,同時在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用中,軌跡規(guī)劃的應(yīng)用需要專業(yè)工程師通過編程處理,學(xué)習(xí)成本較高,考慮人形機(jī)器人未來有消費(fèi)級應(yīng)用場景,軌跡規(guī)劃必須通過款件進(jìn)行封裝,將功能集成并設(shè)計(jì)出可視化界面,從而降低使用門檻。
運(yùn)動控側(cè)22年全球市場空間155億失元,19年國內(nèi)市場空間425億元人民幣,中高端運(yùn)動控創(chuàng)市場以海外品牌為主,國內(nèi)企業(yè)在各自領(lǐng)域巳實(shí)現(xiàn)-定突破:根據(jù)MARKETSANDMARKETS數(shù)據(jù),22年全球運(yùn)動控制市場空間155億美元,預(yù)計(jì)到27年達(dá)到200億美元,CAGR5.2%。根據(jù)囤高科技招股說明書數(shù)據(jù),19年國內(nèi)運(yùn)動控制系統(tǒng)市場規(guī)模425億元人民幣,其中運(yùn)動控制器、伺服系統(tǒng)市場規(guī)模分別為85/340億元人民幣。目前高性能運(yùn)動控制及何服系統(tǒng)市場參與者主要為海外廠商如歐姆龍、倍福、ACS. Aerotech等,國內(nèi)企業(yè)分別在運(yùn)動控制器、伺服驅(qū)動器等領(lǐng)域也實(shí)現(xiàn)了一定突破,根據(jù)雷賽智能招股說明書數(shù)據(jù),通用運(yùn)動控制器中的PC-Based控制卡市場,國高科技、雷賽智能、成都樂創(chuàng)、眾為興為代表的國內(nèi)品牌占據(jù)了70%以上的市場份額:根據(jù)睿工業(yè)數(shù)據(jù),21年匯川技術(shù)、禾川科技何服市場占有率分別達(dá)到了16.3%/2.8%實(shí)現(xiàn)突破,但仍有較大國產(chǎn)替代空間
投資建議
考慮運(yùn)動控制行業(yè)市場空間較大,且隨著人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展有良好成長前景,建議重點(diǎn)關(guān)注禾川科技、華中數(shù)控、埃斯頓、匯川技術(shù)、雷賽智能。
風(fēng)險(xiǎn)提示
國產(chǎn)替代進(jìn)展不及預(yù)期,人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展不及預(yù)期。
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