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絲杠行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域分析及相關(guān)企業(yè)玩家

1、行業(yè)概述

機(jī)械傳動(dòng)方式通常包括螺旋傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、同步帶傳動(dòng)、高速帶傳動(dòng)、各種非線性傳動(dòng)等，傳動(dòng)系統(tǒng)的性能直接影響設(shè)備的精度、穩(wěn)定性和響應(yīng)速度。

傳動(dòng)機(jī)構(gòu)基本要求

資料來源：普華有策公開資料整理

絲杠是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反復(fù)作用力的傳動(dòng) 零件，同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)。其廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車工業(yè)、精密儀器等領(lǐng)域的傳動(dòng)控制系統(tǒng)之中。根據(jù)摩擦特性不同，可以 將絲杠分為滑動(dòng)絲杠、滾動(dòng)絲杠和靜壓絲杠，其中滾動(dòng)絲杠又可分為滾珠絲杠和 滾柱絲杠。

根據(jù)絲杠的用途分為定位（P 型）和傳動(dòng)（T 型），P0 級(jí)精度為最高的精度等級(jí)。

絲杠的精度指標(biāo)包括導(dǎo)程精度、軸向間隙、安裝部精度等，其中導(dǎo)程精度是衡量絲杠精度關(guān)鍵指標(biāo)，導(dǎo)程是指絲杠旋轉(zhuǎn)一周螺母所移動(dòng)的距離，導(dǎo)程精度反應(yīng)了絲杠實(shí)際導(dǎo)程和理論導(dǎo)程之間的偏差程度。

絲杠具備高壁壘

材料/熱處理方面，根據(jù)《國產(chǎn) Cr／Mo 鋼滾珠絲杠與國外同類產(chǎn)品的質(zhì)量分析》顯示其選取的國外絲杠和國產(chǎn)絲杠在化學(xué)成分基本類似的情況下，國外絲杠由于硬度梯度分布更合理、金相組織更均勻，整體性能優(yōu)于國產(chǎn)絲杠。材料升級(jí)和熱處理工藝優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代必不可少的一環(huán)。

設(shè)計(jì)方面，絲杠是一個(gè)多 SKU 的產(chǎn)品，其不同型號(hào)的區(qū)別一方面來自于具體應(yīng)用設(shè)備的負(fù)載、精度、速度、行程等要求，一方面也來自于絲杠的類型、型面設(shè)計(jì)等。

以滾珠絲杠為例，滾珠絲杠的公稱直徑、滾珠體的直徑、螺旋升角、滾珠絲杠導(dǎo)程、工作滾珠數(shù)、工作滾珠圈數(shù)與列數(shù)、滾珠螺母外徑、滾珠螺母螺紋底徑、滾珠絲杠螺紋外徑、滾珠螺母長度、滾珠絲杠長度等結(jié)構(gòu)尺寸都可作為設(shè)計(jì)變量。

加工端，根據(jù)下游行業(yè)的不同，絲杠會(huì)有不同的精度等級(jí)，例如在對精度要求高的工業(yè)母機(jī)行業(yè)絲杠最高可達(dá)到 C0 級(jí)。粗加工環(huán)節(jié)難度相對較低，但也有較大優(yōu)化空間。以常見的粗車加工為例，優(yōu)化空間主要在改進(jìn)裝夾方式、優(yōu)化切削方式、車刀幾何形狀選擇等

檢測、試驗(yàn)平臺(tái)方面，絲杠的精度等級(jí)確定方法主要包括行程補(bǔ)償值、目標(biāo)行程公差、有效行程內(nèi)允許的行程變動(dòng)量等，有一套基本測量原理。

服務(wù)端，行星滾柱絲杠制造精密程度高，故障類型復(fù)雜，配套的裝配、檢修服務(wù)需及 時(shí)到位。

2、行業(yè)主要應(yīng)用

（1）在工業(yè)母機(jī)（又稱工具機(jī)）領(lǐng)域，較國外企業(yè)仍具差距，國產(chǎn)化率低，具備增長空間

工業(yè)母機(jī)，就是指制造機(jī)器的機(jī)器，是對金屬或其他材料的坯料或工件進(jìn)行加工，使之獲得所需形狀、尺寸和表面質(zhì)量的機(jī)器；是制造機(jī)器和機(jī)械的機(jī)器，又稱工具機(jī)，主要有車床、銑床、刨床、鉆床、鏜床、磨床、制齒機(jī)等。

絲杠與導(dǎo)軌配套使用，是數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)和定位的關(guān)鍵零部件。伴隨滾珠絲杠、伺服電機(jī)及控制單元性能提高，數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中可去掉減速機(jī)構(gòu)，直接用伺服電機(jī)與滾珠絲杠連接，一方面使整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，減少了產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)；一方面由于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減小，伺服特性亦有改善。

數(shù)控機(jī)床的半閉環(huán)/閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)主要通過檢測關(guān)鍵捕捉工作臺(tái)位移量，然后在數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算后生成新的運(yùn)控指令以消除整個(gè)驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)環(huán)節(jié)的誤差、間隙和失動(dòng)量。因此，絲杠的精度、穩(wěn)定性會(huì)對機(jī)床的整體性能造成較大影響。

數(shù)控機(jī)床由于工作時(shí)間較長，絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)中的各個(gè)零件接觸面之間的頻繁摩擦?xí)?dǎo)致升溫，引起機(jī)床的熱變形，導(dǎo)致機(jī)床的定位精度下降，需要通過數(shù)控系統(tǒng)熱誤差補(bǔ)償功能消除誤差。因此，絲杠的熱穩(wěn)定性越強(qiáng)數(shù)控機(jī)床就更容易消除熱形變影響。

目前機(jī)床核心功能部件中，主軸、擺頭、轉(zhuǎn)臺(tái)等部件考慮打造定制化/差異化能力，主機(jī)廠傾向于逐步發(fā)展為自制，但數(shù)控系統(tǒng)、滾動(dòng)功能部件、軸承等由于制造難度高/規(guī)?；?yīng)明顯，即使科德數(shù)控、紐威數(shù)控等企業(yè)已具有較大規(guī)模仍傾向于繼續(xù)外采。因此，現(xiàn)階段，國內(nèi)絲杠技術(shù)水平較國外發(fā)達(dá)國家仍存一定差距。

（2）在人形機(jī)器人手臂、腿部、靈巧手均有應(yīng)用前景

在人形機(jī)器人出現(xiàn)前，絲杠主要作為機(jī)械臂的線性執(zhí)行器，完成分揀、搬運(yùn)、組裝、貼片等工作，應(yīng)用于 3C、倉儲(chǔ)物流、醫(yī)療等領(lǐng)域。

特斯拉人形機(jī)器人“Optimus”擁有 28 個(gè)身體執(zhí)行器，其中上肢關(guān)節(jié)模組以無框力矩電機(jī)和諧波減速器為主，下肢腿部采用了無框電機(jī)與行星絲杠的線性執(zhí)行器。

根據(jù)小鵬汽車科技有限公司《腿部結(jié)構(gòu)及人形機(jī)器人》信息，在人形機(jī)器人的腿部也會(huì)用到大量線性執(zhí)行器。

原先在靈巧手的研究中使用的主要是連桿傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、線繩傳動(dòng)等。

目前出現(xiàn)了使用電機(jī)+微型絲杠的主動(dòng)關(guān)節(jié)方案，后續(xù)有望進(jìn)一步增加絲杠在人形機(jī)器人行業(yè)的應(yīng)用空間。通過將微型滾珠絲杠、微型滾柱花鍵、中空電機(jī)集成的方式可以制作出非常緊湊的靈巧手線性驅(qū)動(dòng)器，HIPP 提供的最小的微型絲杠公稱直徑僅有 3mm。

因此，從整體看，絲杠尤其是行星滾柱絲杠在人形機(jī)器人手臂、腿部、靈巧手均有應(yīng)用前景。

（3）伴隨智能駕駛升級(jí)線控化大勢所趨，在轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、懸架等均有應(yīng)用前景

目前智能駕駛進(jìn)一步強(qiáng)化了對底盤的要求，線控轉(zhuǎn)向、線控制動(dòng)、主動(dòng)懸架等場景需要更智能、響應(yīng)速度更快的線性執(zhí)行器，以電機(jī)+絲杠+傳感器構(gòu)成的線性執(zhí)行器需求有望大幅提升。

3、行業(yè)競爭格局及相關(guān)企業(yè)

由于在精度保持性、功能可靠性、壽命、精度、剛度等關(guān)鍵性能指標(biāo)上落后于境外產(chǎn)品，國產(chǎn)品牌市場占有率低?，F(xiàn)階段，全球市場被日本 NSK、日本 THK 等企業(yè)壟斷，日本和歐洲企業(yè)占據(jù)了全球約七成的市場份額。國內(nèi)市場目前中國臺(tái)灣上銀、銀泰市占率近半數(shù)，其次是NSK、THK以及國內(nèi)大陸企業(yè)占有。

（1）上銀科技股份有限公司

上銀科技1989年10月創(chuàng)立于我國臺(tái)灣，2014年在蘇州成立上銀科技（中國）有限公司，可為客戶提供完整快速的服務(wù)。產(chǎn)品主要包括滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌、直線電機(jī)、精密軸承、減速機(jī)、線性制動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)器、精密定位平臺(tái)、晶圓機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人及回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等精密線性傳動(dòng)零部件。

（2）銀泰科技

該公司于1990年創(chuàng)辦于我國臺(tái)灣，主要生產(chǎn)滾珠導(dǎo)絲桿、精密絲桿花鍵、 線性導(dǎo)軌、滾珠花鍵和線性模組 ，精密機(jī)械關(guān)鍵性零部件，主要供應(yīng)機(jī)床、放電加工機(jī)、線切割機(jī)、塑膠注塑機(jī)、半導(dǎo)體設(shè)備、精密定位及其他各式設(shè)備與機(jī)器上。

（3）川機(jī)床工具集團(tuán)股份公司

秦川機(jī)床子公司漢江機(jī)床是國內(nèi)螺紋磨床主導(dǎo)企業(yè)之一，擁有從加工工藝、加工設(shè)備、計(jì)量檢測、標(biāo)準(zhǔn)制定的螺紋制造核心技術(shù)，該子公司同時(shí)具備滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌批量生產(chǎn)能力；行星滾柱絲杠領(lǐng)域是漢江機(jī)床長期關(guān)注重點(diǎn)。

（4）南京工藝裝備制造股份有限公司

南京工藝主要從事以滾珠絲杠副、滾動(dòng)導(dǎo)軌副等為代表的滾動(dòng)功能部件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。主要產(chǎn)品包括滾珠絲杠副系列、滾動(dòng)導(dǎo)軌副系列、滾動(dòng)花鍵副系列等，同時(shí)也是少數(shù)能夠研制與量產(chǎn)行星滾柱絲杠副系列產(chǎn)品的國產(chǎn)廠商。

（5）無錫貝斯特精機(jī)股份有限公司

貝斯特積極布局滾動(dòng)功能部件領(lǐng)域，向工業(yè)母機(jī)、人形機(jī)器人等領(lǐng)域擴(kuò)張，繼24年二季度子公司宇華精機(jī)生產(chǎn)的高精度絲杠副和導(dǎo)軌副產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用于國內(nèi)知名機(jī)床廠商的部分型號(hào)機(jī)床上，得到了市場的高度認(rèn)可。三季度與知名機(jī)床商簽訂了批量滾動(dòng)交付訂單，其中代表滾珠絲杠副最高制造水平的 C0 級(jí)絲杠副實(shí)現(xiàn)突破，獲得了客戶的首批訂單

（6）江蘇恒立液壓股份有限公司

恒立液壓主要從事液壓傳動(dòng)控制設(shè)備與系統(tǒng)集成的研發(fā)、制造、銷售和服務(wù)工作，主要產(chǎn)品包括高壓油缸、高壓柱塞泵、液壓多路閥、液壓馬達(dá)、工業(yè)閥、液壓系統(tǒng)、液壓測試臺(tái)及高精密液壓鑄件等產(chǎn)品。根據(jù)公司公告顯示，該公司已切入滾動(dòng)功能部件領(lǐng)域，滾珠絲杠產(chǎn)品已進(jìn)行送樣和小批量供貨。

（7）蘇州綠的諧波傳動(dòng)科技股份有限公司

綠的諧波專注于精密傳動(dòng)領(lǐng)域，涉足光、機(jī)、電、液等技術(shù)在精密傳動(dòng)領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用。在精密直線傳動(dòng)領(lǐng)域公司積極布局了電靜液伺服閥和反向行星滾柱絲杠等產(chǎn)品，適用于大負(fù)載、高抗沖擊性、高頻響的應(yīng)用場景。

（8）江蘇鼎智智能控制科技股份有限公司

鼎智科技主營業(yè)務(wù)是線性執(zhí)行器、混合式步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)、音圈電機(jī)及其組件等產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，自研的絲桿及螺母性能卓越，其核心指標(biāo)已接近國際領(lǐng)先水平，這使得公司在滾動(dòng)絲杠領(lǐng)域具備顯著的競爭優(yōu)勢。

《2025-2031年絲杠行業(yè)市場調(diào)研及發(fā)展趨勢預(yù)測報(bào)告》涵蓋行業(yè)近五年全球及中國發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場規(guī)模，產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)/專利、競爭格局、上游原料情況、下游主要應(yīng)用市場需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場集中度、重點(diǎn)企業(yè)/玩家，企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動(dòng)因素、市場前景預(yù)測，投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)等內(nèi)容。同時(shí)北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場專項(xiàng)調(diào)研項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項(xiàng)目可行性研究報(bào)告、專精特新小巨人認(rèn)證、市場占有率報(bào)告、十五五規(guī)劃、項(xiàng)目后評(píng)價(jià)報(bào)告、BP商業(yè)計(jì)劃書、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍(lán)白皮書、國家級(jí)制造業(yè)單項(xiàng)冠軍企業(yè)認(rèn)證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務(wù)。