一、工业机器人细分行业分析

目前工业机器人可分为多关节机器人、协作机器人、Delta机器人和SCARA机器人四大类。

从国内工业机器市场销量来看，2020年销量占比最高的是6轴多关节机器人，市场销量约为10.78万台，占比约为62.88%，其次分别为SCARA机器人、协作机器人和Delta机器人，分别占比29.49%、4.38%和3.24%。

多关节机器人

多关节机器人一般指拥有6个旋转轴的关节机械手臂，其优势在于类似于人手拥有很高的自由度，适合于几乎任何轨迹或角度的工作。通过搭配不同的末端执行器，多关节机器人可适用于装货、卸货、喷漆、表面处理、测试、测量、弧焊、 点焊、包装、装配、切屑机床、固定、特种装配操作、锻造、铸造等大量应用场景。

受限于传统汽车需求见顶，多关节机器人增长放缓。从6轴多关节机器人出货量来看，由于多关节机器人多应用于汽车制造业，近年来随着汽车制造业固定资产投资逐渐放缓，行业对上游多关节机器人需求也逐渐放缓。未来新能源汽车占比的不断提升有望重新带动多关节机器人市场需求的提升。

>20kg 多关节机器人由外资品牌主导，小负载竞争格局较为激烈。2020 年我国 20 公斤以上 6 轴机器人市场份额为44421台，其中份额前五位均位外资品牌，合计占据市场份额约70%。而在小负载（≤20kg）领域，竞争格局相对分散，竞争较为激烈，行业CR5为50.8%，该领域中，内资品牌能够占据一定的市场份额。

协作机器人

协作机器人（Collaborative robot）指被设计成可以在协作区域内与人直接进行交 互的机器人。与传统机器人不同，协作机器人具有很强的独立性，机器人和人之间可以互换，在生产过程中灵活性非常高。不过其缺点也很明显，在与人协作过程中，未来保护人的安全，对机器人控制能力和防碰撞能力都提出较高要求，因此协作机器人运行速度普遍只有传统机器人的1/3-1/2。此外，为了减少机器人运动时的动能，其设计结构一般较为简单、重量较轻，这就导致其负载一般只能在 10kg 以下，应用场景受到限制。

协作机器人出货量快速增长，遨博、优傲占据市场2/3。协作机器人市场规模从2016年的1714台快速增长到2020年的7514 台，年复合增速达到44.70%，预计到2022年，我国协作机器人市场规模有望增长到9426台。

Delta机器人

并联机器人是指手臂含有闭环结构杆件的机器人，由动平台、静平台和至少两个独立的运动支链构成，行业内通常将具有3个空间自由度和1个转动自由度的并联机器人叫做Delta机器人，从产品结构上来看，Delta机器人占据并联机器人市场份额的60%-70%。与传统串联机器人结构不同，并联机器人其中一个轴的运动不会改变另一个轴的坐标原点。

并联机器人体量较小，常被用于分拣包装。2020年Delta机器人市场规模为5563台，仅占2020年全国工业机器人市场规模的3.24%。体量较小主要由于并联机器人造价过高，以应用最多的 Delta 机器人为例，其造价普遍在10 万元左右，而进口水平关节机器人单价在5万元左右，虽 然并联机器人在运动速度上优势明显，但水平关节机器人在精度更高的同时，性 价比优势更高，未来并联机器人还需要进一步降低生产成本，凭借较为接近的性价比刺激下游需求。

SCARA机器人

SCARA机器人（Selective Compliance Assembly Robot Arm，选择顺应性装配 机械手臂）属于平面关节型工业机器人，结构包括3个相互平行的旋转关节和1个垂直于平面的移动关节，分别用与对平面上物体的定位和工业机器人垂直平面内的运动。

市场规模快速增长，3C行业SCARA机器人需求大。SCARA机器人具有负载小、速度快的产品特点，主要被应用在3C行业、食品行业、半导体行业和医疗行业等，其中3C行业一条电子生产线上所需机器人数量往往达上百台以上，其对SCARA机器人需求量最大，占比约为60%。从市场规模来看，2016年以来我国SCARA机器人市场规模从18779台增长到50574台，年符合增速达到28.10%。预计到2022年，我国SCARA市场份额有望达到58278台。

二、细分领域龙头初现，国产替换确定性强

自2013年起，中国已经成为全球最大的工业机器人市场。2015年至2018年中国的工业机器人安装量分别为6.85万台、9.65万台、15.62和15.40万台。工业机器人本体方面，2019年国内市场中国内外的机器人本体市场份额（以 台数计算）为29.7%，较2015年的18.6%有明显提升。

核心零部件一：减速器

目前应用于机器人领域的减速机主要分为谐波减速器、RV 减速器两种。在关节型机器人中，由于RV减速器具有更高的刚度和回转精度，一般被放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置，而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部。

核心零部件二：伺服系统

伺服系统是指以物体的位置、方位、状态等控制量组成的，能够跟随任意变化的输入目标或给定量的自动控制系统，主要包括驱动器和电机两部分。伺服系统可按照控制命令的要求，对功率进行放大、变换与调控等处理，通过驱动装置对电 机输出力矩、速度和位置的控制量，最终形成的机械位移能准确地执行输入指令要求。

2018年交流伺服系统市场规模69.42亿元，同比增速3.93%；其中，用于工业机器人领域的交流伺服系统市场规模为21.50亿元，占比30.97%。随着伺服系统将在交流伺服市场规模比重中逐渐上升，到2023年，机器人用伺服系统市场占比有望提升至40%以上，市场规模达到41亿元。

核心零部件三：控制器

控制器包括硬件和软件两部分：硬件部分主要是工业控制板卡，包括一些主控单元、信号处理部分等电路；软件部分主要是控制算法、二次开发等。虽然控制器成本与技术门槛相对较低，但目前大部分中国控制器企业只生产通用控制器，成熟的机器人厂商为了保证机器人的稳定性一般自行开发控制器，因此专注于工业机器人控制器领域的企业数量较少，所以控制器的市场份额基本跟机器人本体保 持一致。

控制器主要有PLC控制、PC-Based控制和专用控制，分别占比约30%、32%和38%， 工业机器人主要使用PC-Based控制器和专用控制两种。其中PC-Based控制器科提供地城函数路进行灵活的二次开发和编程，可以实现更为复杂的运动控制。

目前国产控制器已经可以满足基本要求，但在控制系统的研发方面仍与国外企业有一定的差距，国产控制系统凭借较高性价比在低端领域占有一定优势。未来随着工业机器人智能化和柔性化发展的要求，控制器逐渐向标准化和开放化发展，国产控制系统将迎来发展机会。

三、工业机器人未来发展展望

编程方式将从手工示教过渡为离线编程。在当前的机器人应用中，手工示教仍然主宰着整个机器人焊接领域，示教器是进行机器人手动操纵、程序编写、参数配置及监控用的手持装置，也是最常见的机器人控制装置。但传统手工示教缺乏外 部信息传感，灵活性较差，需要操作人员花费大量时间进行，而且编程过程中需要机器人停止工作，因此编程效率较差。与示教编程相比，离线编程可以减少机器人工作时间，结合CAD技术达到简化编程的效果。

智能制造为工业机器人发展注入动力。近年来我国先后出台了多项政策，为智能制造发展提供了有力的政策保障，作为我国中长期全面提升制造业竞争实力的核心引擎，发改委等部门自2015年起启动智能制造试点示范项目，旨在鼓励智能制造单元、智能产线及智能工厂建设。从示范项目成果来看，智能制造行业发展对工 业机器人、变频、伺服、PLC、DCS 等行业具有直接拉动效应。

人机协作成为工业机器人发展方向。传统的工业机器人在作业时需与人类保持安全距离，以免人类受到伤害。目前人机协作的安全控制方案基本可分为基于外部 监控的外部控制系统方案和给予机器人本体设计的内部控制系统方案两种，包括安装激光距离传感器和机器人本体轻量化等具体方法，未来随着机器人稳定性和智能水平的不断提高，人机协作可以将人类的认知判断与机器人的高效结合在一起，是工业机器人的重要发展方向。