机器人行业系列报告（六）：高精密直线传动部件迎来产业化重要机遇

正文目录一、杠轨什？ 71、丝的用将转动化直动 72、导的用支运构并其定方运动 103、丝导的度类 10二、业点空大下多国率低 121、全滚部市规约亿国内超300亿 122、应广，床最要游要高 123、竞格：资导国化低 15三、杠轨何以现产？ 171、国产的度持、产定于进口 172、造差的因什？ 19材：产承整性偏影响杠命可性 19工艺高度杠磨工艺knowhow，垒高 21心备高螺磨依进价格贵 24四、形器和能汽产机望加丝导的产到来 251、机人自化人机人出求 262、新源车潜空广，望实现产化 29五、要市司 361、恒液压 362、贝特汽覆） 373、秦机（江床） 384、鼎科（车盖） 40六、险示 41图表目录图1：杠轨于控床XY轴作台 7图2：杠轨于路检装置 7图3：珠杠部构 8图4：珠杠零件成 8图5：循滚丝副物图 9图6：循滚丝结构 9图7：2019-2026E全滚丝市规及增速 12图8：2021-2025E我滚功部市空间 12图9：计2025滚功部各域场规占比 13图10：丝及轨于控床给统 13图11：大机中杠轨占部本5% 14图12：小机中杠轨占部本9% 14图13：机丝导对机市空在亿元下动 14图14：上丝导的收比为86% 15图15：上营与床业气较一致 15图16：全滚丝杠约为44% 16图17：全线轨约为76% 16图18：日滚丝销均呈下趋势 17图19：硬螺技显缩滚丝加周期 22图20：滚丝螺误来源 23图21：丝导国化遇 26图22：丝导线模结图 27图23：丝导线模结图 27图24：全工机人装及速 27图25：2021中工机人装超他国总和 27图26：滚丝主应于器人Optimus线关节 28图27：特拉形器线执器用星滚丝杠 28图28：2022我滚丝市竞格局 29图29：新源车滚丝总览 29图30：汽转系发过程 30图31：EPS在国用转系中率逐提升 30图32：滚丝用于R-EPS向统 31图33：R-EPS皮及柱杠动图 31图34：2013-2019年国动力向市场模 32图35：汽制系发展 33图36：传制系结构 33图37：EHB省真助系统 33图38：日立用珠杠动 34图39：博第代iBooster 34图40：机式动构 35图41：EPB制钳成理意图 35图42：恒液压2022年业入成 36图43：恒液营收与利及同比 36图44：恒液毛率净率 36图45：电缸构图 37图46：贝特2022营收构成 37图47：贝特业入归净润同比 37图48：贝特要品利情况 38图49：宇精滚功部核产及用领域 38图50：公各滚丝副品物 38图51：秦机床2022年业入构 39图52：秦机营收与利及同比 39图53：秦机毛率净率 39图54：鼎科线执器收比在60%以上 40图55：鼎科营收与母利及比 40图56：鼎科毛率净率况 40图57：机行历史41图58：机行历史41表1：珠杠滑丝及星柱性能较 8表2：同型循滚丝杠 9表3：动轨滚导和体压区别 10表4：同型数机精等级 11表5：同途专装的度级 11表6：同用轨度类 11表7：际要杠轨业 15表8：内要杠轨业 17表9：杠见能标 18表10：导性及响素 18表11：中导性对比 19表12：滚丝具特及原料要求 19表13：滚丝常原料比 20表14：滚丝常材和处工艺 20表15：国轴钢能较国先企偏低 21表16：磨滚丝加周长成高 21表17：轧滚丝加工流时短 22表18：滚丝粗工艺比 22表19：海主数磨生企业 24表20：国外纹床品能比 24表21：标行滚丝和置星柱杠比较 28表22：四典电助转类对比 31表23：R-EPS承较力和荷用于大汽车 32表24：主汽制商典型EHB结案 34表25：典型EMB结方案 35表26：秦川机床新能源汽车领域滚动功能部件研发与产业化建设项目销售收入预测39一、丝杠导轨是什么？ 丝杠导轨是高精密的直线传动产品。丝杠和导轨可配合组成一套直线运动系统；其中丝杠负责定位，并将旋转运动转换为直线运动，驱动导轨运动；导轨负责将21X图1：丝杠导用于控机床XY轴工作台 图2：丝杠导用于路板检装置资料来源：仕瑞达、 资料来源：仕瑞达、1、丝杠的作用是将旋转运动转化为直线运动梯形丝杠：滚珠丝杠：6-12滚珠丝杠副高出3倍以上（最高超过10倍）。表1：滚珠丝杠、滑动丝杠及行星滚柱丝杠性能比较性能指标 滑动丝杠 滚珠丝杠 行星滚柱丝杠示意图摩擦性质滑动摩擦滚动摩擦滚动摩擦传动效率40%以下90%以上80%~90%使用寿命低较长极长传动精度低高高速度较慢快很快承载力-高极高成本较低高很高资料来源：《行星滚柱丝杠承载与摩擦特性研究》、AMT论坛、的间隔滚珠，间隔滚珠主要起间隔作用，直径比负荷滚珠小。 图3：滚珠丝内部构 图4：滚珠丝副零件构成 资料来源：THK官网、 资料来源：《数控机床功能部件优化设计选型应用手册滚珠丝杠副分册》、滚珠丝杠按滚珠的循环方式，可分为外循环式和内循环式。但S直径、丝杠外径、螺纹滚道等加工要求较高。 图5：内循滚珠杠副物图6：内循滚珠杠结 资料来源：机工机床世界、 资料来源：机工机床世界、外循环滚珠副按其在滚珠返回装置构造的不同，可分为套筒-螺旋槽式、插管式和端面/端盖式三种：套筒螺旋槽式：结构简单，轴向排列紧凑，节约空间；有效负载滚珠多，-螺旋槽式。端面/端盖式：螺母径向、轴向尺寸小；低噪声；具有高承载、高可靠性，景，或高承载且速度、精度较低的场景；端盖式结构适用于多线、高承载、低转速、低精度传动的场景。类型套筒-螺旋槽式 插类型套筒-螺旋槽式 插管式端面/端盖式端面式 端盖式示意图 特征结构简单，工作可靠、适于低噪声；具有端批量生产；适用性极广。均面式适用于高刚度较差，寿命较短。可适用于重载高速的驱动系端盖式统、精密定位系统。 高承载、低转速、低精度传动行业的应用场。资料来源：机工机床世界、2、导轨的作用是支承运动构件并使其按规定方向运动（导轨（滑块滑动导轨滚动导轨）液体静压导轨滑动导轨 滚动导轨 液滑动导轨 滚动导轨 液体静压导轨结构图防尘片摩擦性质滑动摩擦滚动摩擦液体摩擦载荷大小大刚度高低防尘片摩擦性质滑动摩擦滚动摩擦液体摩擦载荷大小大刚度高低低摩擦系数大小小速度慢快快精度低高高适用场景低精度重切削高精度、高速轻加工大型、重型数控机床

导轨、滑块、光栅尺、电机资料来源：数控机床导轨特点与选择、3、丝杠导轨的精度分类(GB/T17587-2017)、P1P10JISC0-C10JIS的要求略高于于航天等领域；精度为T7、T10的丝杠只有传送功能，主要用于普通机械、木工机械、工业机器人等领域。用途NC机床车床用途NC机床车床铣镗床加工中心钻床坐标镗床磨床电火花加工机线切割机冲床微光加工机械木工机械轴P1P2精 P3度 P4等级 P5T7T10XZXYZXYZXYZXYZXYZXYZXYZXY ZXYXYZ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●●●资料来源：各公司官网、用途通用机械半导体/用途通用机械半导体/印刷板制造设备工业机器人冶金设备机械电动注塑机三维测量仪橡胶机械图像处理设备曝光设备化学处理设备引线焊接机探测器电子零件插件机印刷版开孔机正交坐标型垂直多关节型圆筒坐标型专用机械组装其他组装其他精度等级P1● ● ● ●● ●P2● ● ● ●● ●P3● ● ● ●● ● ●P4● ● ● ●● ● ●P5● ● ● ●● ● ● ● ● ●T7● ●● ● ● ● ● ● ● ●T10● ●● ● ● ●资料来源：各公司官网、导轨：精度分为普通级无标记、高级(H)、精密级(P)、超精密级(SP)以及超超精密级。H（机械类型精度等级普通 H P SP UP机械类型精度等级普通 H P SP UP机床加工中心● ●车床● ●铣床● ●钻探机● ●镗床●磨床● ●放电加工机● ● ●冲切机● ● ●镭射机● ● ●木工机● ● ●NC钻床● ●攻牙中心● ●集装箱交换机●ATC●线切割机械● ●精整加工用机械● ●工业用机器人直交坐标● ● ●柱面坐标● ●半导体制造装置引线焊接机● ●探测器● ●电子元件插入物● ●印刷基板钻孔机● ● ●其他装置射出成型机● ●三次元测量设备● ●办公室装置● ●搬送系统● ●XY工作台● ● ●涂装机● ●焊接机● ●医疗机器● ●数位转换器● ● ●检查装置● ● ●资料来源：THK官网、二、行业特点：空间大、下游多、国产化率低1、全球滚动部件市场规模约千亿，国内超300亿根据lekterch981300亿元2026296.616.14%202672022年我国滚330亿元2025462年CAGR12%。图7：2019-2026E全球滚珠杠市规及增速 图8：2021-2025E我国滚动能部市空间0

我国滚动功能部件市场空间（亿元） 增速（）1514111029015141110290330380420462141210864202021 2022E 2023E 2024E 2025E资料来源：ValueMarketResearch、 资料来源：金属加工、2、应用广泛，机床是最主要下游且要求高3C社的数据，预计2025年机床在滚动功能部件的应用占比为24%。图9：预计2025年滚动功能部件各领域市场规模占比资料来源：金属加工、P5度要求一般在P度要求一般在P（）丝杠导轨图10丝杠导轨资料来源：机床商务网、9%*（1-25%）*8%空间在100亿元上下波动。图大型机床丝杠轨约占部件本5% 图12：小型机床丝杠轨约零部件本9%资料来源：国盛智科IPO问询函、测算 资料来源：国盛智科IPO问询函、测算图13：机床丝杠导轨对应机床市场空间在百亿元上下波动资料来源：中国机床工业协会、测算2000h20000h以图14：上银丝杠导轨的营收占比为86% 图15：上银营收与机床行业景气度较为一致线性滑轨 滚珠丝杠 工业机器人 其他 日本出口中国的机床订单额（百万日元） 上银营收（亿新台币）8%7%8%7%21%64%40025350300 2025015200150 10100550Jan-14Jul-14Jan-15Jul-15Jan-16Jul-16Jan-17Jul-17Jan-18Jul-18Jan-19Jul-19Jan-20Jul-20Jan-21Jul-21Jan-22Jul-22Jan-14Jul-14Jan-15Jul-15Jan-16Jul-16Jan-17Jul-17Jan-18Jul-18Jan-19Jul-19Jan-20Jul-20Jan-21Jul-21Jan-22Jul-22Jan-23资料来源：上银官网、 资料来源：上银官网、JMTBA、3、竞争格局：外资主导，国产化率低海外龙头企业发展历史悠久，技术积累深厚。滚珠丝杠传动装置诞生于1874年，19402080年THK、IKO2090HIWIN、ABBA、、SBC22年营收（22年营收（亿元）传动业务发展历程主要产品/业务成立时间企业 国家/地区舍弗勒 德国

发动机、变速器和底盘用高精度部件和系统；滚动轴承、滑动

导轨Rollvis（丝杠轴承等滚动轴承、滑动轴承、1999年与意大利磨削滚珠丝杠制造商Gamfior建立合作伙超精密轴承、磁浮轴 伴关系。2001年收购意大利领先的高精度轴承等滚动轴承、滑动轴承、1999年与意大利磨削滚珠丝杠制造商Gamfior建立合作伙超精密轴承、磁浮轴 伴关系。2001年收购意大利领先的高精度主轴和滚珠丝斯凯孚SKF 瑞典1907承和系统、工业密封 杠制造商GamfiorSpA。2002年收购美国削滚珠丝杠制 658.53件、测试和测量设备、造商TheTwentiethCenturyMachineCo.动力传动解决方案博世力工业液压、电子传动 20世纪50年代进入液压市1965-1995增加了电气驱士乐与控制、齿轮、线性 动与控制、轴向柱塞泵和马达、线性传动和装配技术产品。Bosch德国1795传动产品、模压成型 2001-2016年力士乐与博世自动化技术公司并成为驱动 519.60Rexroth和铸造产品、移动机 与控制解决方案的全球领导者器人组件滚珠丝杠、电动推杆、1936年开发了用于旋转滚珠式转向系统的首款滚珠丝杠，直线步进电机、滚珠 1945年发明了直线滚珠衬套轴1955年出了第一种再Thom-son 美国1936花键、直线模组、导 循环滚珠丝杠1982年推出了Electrak系列电动推杆2023 -轨、直线轴承、升降 年与RegalRexnord合并。柱

1169THK 日本 1971滚动导轨、滚珠丝杠、1972年成为世界上第一家开发滚动接触直线运动方法的公滚珠花键、智能组合 司；1977年设立第一家正式的导轨生产工；1996年开 206.13单元、轴承等 “球笼式LM导轨显著提高性2003年THK上海有限公司成立。工业：轴承、滚珠丝 1958年量产滚珠丝杠及滚珠丝杠式手动转系统年杠、精密机械及零部 生产机床用精密滚珠丝杠；1979年全球首半导体制造设NSK 日本 1916件；汽车：轴承、转 备用高精度XY工作台年发展第三代毂单元轴承； 434.87向系统、自动变速箱 2003年NSK（中国）投资有限公司成立。产品滚珠丝杠、滚珠花键、1993年并购德国滚珠螺杆厂Holzer公司，成立德国子公司。直线导轨、单轴及多 21世纪初进入中国市场2017年发展抗扭具覆盖带线性上银 中国Hiwin 台湾 1989轴机器人、轴承、末 滑轨CG系列。2018年发展微型滚珠杆SuperZ系列， 66.95端效应器、谐波减速 首创智能型滚珠丝杠i4.0BS。器、回转工作台银泰 中国PMI 台湾 1990滚珠丝杠、精密螺杆花键、线性滑轨、滚19912003年正式成为国际线性传动元件专业制造厂。2008-珠花键及制动器划专案“高刚性轴向负载导螺杆”，并开始量产。TBI 中国MOTI 台湾 1986滚珠花键、单轴机器是台湾第一家精密转造级滚珠螺杆厂，1988年成立台中丰原厂，专业生产精密研磨级滚珠螺杆。2014年旋转式滚珠7.81ON人、配件螺杆花键新产品系列上市。资料来源：各公司官网、全球市场集中度高。根据QYR调研数据，目前全球滚珠丝杠市场主要生产商有NSK、、Hiwin、PMITBIMOTION等，CR544%的核心厂商包括THK和NSK76%图16：全球滚珠杠CR5约为44% 图17：全球线轨约为76%CR5 其他

CR3 其他4456 445624%76%资料来源：QYR、 资料来源：QYR、从产品性能来说，图18：日本滚珠丝杠销售均价呈现下降趋势滚珠丝杠销售单价（千日元）3533312927252321191715资料来源：JMAA、2210表8：国内主要丝杠导轨企业博特精工

滚珠丝杠企业成立 主要产企业成立 主要产品业务 发展历程时间汉江机床数控螺纹磨床系列、数控蜗杆 1977年开始造S7432×20丝杠磨床。2007年顺利立完成大规1969 磨床、丝杠铣床、其他类型磨 格整体磨制滚珠丝杠副的研制生产填补了国内整体磨制长丝杠的床、滚珠丝杠副和直线导轨副 空白。自2009年以来，公司承担6项、参与19项“数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项课题。南京工艺滚动导轨副、滚珠丝杠副、滚 1965年在国内率先研发制造滚珠丝杠副年开始研发直线滚1952 动花键副、行星滚珠丝杠副和 动导轨副、滚动花键副。2002年后公司加工艺革命，引进德国数控精密工作台 螺纹硬体旋铣技术，实现以铣代磨高效加工。凯特精机1995LG2006~2010年1993 LGSLGR

线模组、滚动直线导轨副用钳制器与阻尼器的开发与量产。2021年，首款滚珠丝杠副完成开发。1966197119851997年，滚动直线导轨产品通过鉴定，投入批量生产。资料来源：各公司官网、三、丝杠导轨为何难以实现国产化？ 1、国产产品的精度保持性、生产稳定性弱于进口滚珠丝杠副主要性能指标包括精度、寿命、额定静载荷、额定动载荷、预紧力、刚度、摩擦力矩、转速、温升、振动、噪声以及加速度。指标 含义 重要性 影响指标 含义 重要性 影响该指标的主要因素主要指导程精度，评定指标包括有效行程精度 任意300mm行程内行程变动量2π弧度内行程变动量丝杠的寿命具有很大的分散性，一般使用额定寿命，指让一批同样的滚珠丝杠副在寿命 同一条件下运动其中10%发生表面剥时达到的总转数

直接影响定位精度和重复定位精度寿命是滚动功能部件最主要的失效

丝杠副自身的制造误差、热变形误差、受力变形误差、安装误差等材料、表面损伤失效、变形失效、断裂失效额定静载荷

使钢球产生万分之一永久变形量的静态轴向力

影响丝杠的承载能力大小 材料的强度和硬度、安装结构等载荷（力）刚度

额定寿命为106转，使丝杠副出现疲劳破损、表面剥落现象的恒定轴向力在无外部载荷作用下，不计密封件的摩擦力矩，使滚珠丝杠与滚珠螺母相对转动所需的转矩衡量丝杠受到外力作用时的动态变形程度，包括丝杠变形、丝杠与螺母的接触变形、螺母与螺母座的变形以及轴承的变形等

副的寿命影响数控机床的结构刚度和产品加工质量影响设备的稳定性和运动精度

材料、接触表面硬度、螺旋升角中径误差、螺距误差、滚道粗糙度、预紧力、返向器衔接平滑度有效循环圈数、预紧方式、曲率适应比、导程及材料工艺摩擦力矩

反映丝杠的摩擦特性 影响传动效率高速运动时擦可能带来温升问题

预紧载荷产生的摩擦力矩、循环返向装置的结构其他 转速、振动、温升、温位移、噪声、加速 - -度等资料来源：金属加工、《滚珠丝杠副综合性能测量方法与技术》、性能 含义 重要性 主要影响因素性能 含义 重要性 主要影响因素主要包括滑块顶面相对基准的高度、多个滑块的高度变动量、滑块运动相对基准的平行度、精度 滑块侧面相对基准的宽度、多个滑块的宽度变动量

对整机的加工精度有直接影响 导轨滑块和滚动体等部件的型面刚度 导轨在受到外力作用时,其变形程度的大小 影响加工精度和表面粗糙度 滚珠数目滚珠直径接触角、曲率比、材料预紧拖动力

导轨空载下的摩擦力 影响响应速度、加工精度、用寿命等

润滑情况温升 滚动体等与导轨、滑块摩擦生热使导轨副温度值发生的变化

影响运动精度、使用寿命、可靠性等

型号、散热条件、润滑情况、运行条件动态性能

导轨运动时的性能，需要在高速运动和急停运动的条件下，也能长时间稳定保证导向精度

影响加工精度稳定性 固有频率模态振型接触刚度、阻尼特性资料来源：《滚动直线导轨副性能评价方法研究与试验分析》、《导轨进给系统动态性能分析研究》、P0~P2公司产品系列行走平行度 高公司产品系列行走平行度 高度的成组相互 宽度的成组相互刚性润滑设计THKLM系列（µm）1公差（µm）3公差（µm）3（N/µm）/ 自润滑NSKRA系列233/ 自润滑：侧面、上方注油孔IKO圆柱滚子导轨0.12//667 自润滑HIWINHG系列233自润滑：滑块前1599 注油孔TBIMOTIONTR系列133/ 自润滑凯特精机LSQ系列/35785 自润滑资料来源：各公司官网、2、造成差距的原因是什么？国产丝杠导轨落后于进口的背后，是整个产业链各个环节（包括设计、原材料、制造设备、加工工艺、检测方法、质量管控等）都存在差距。原材料：国产轴承钢整体性能偏低，影响丝杠寿命和可靠性表12：滚珠丝杠具备特性及对原材料的要求丝杠性能要求丝杠应具有的特性对丝杠材料的要求耐高荷重抗形变强度高硬度高可进行高速回转摩擦和磨损小耐磨强度高具有互换性尺寸稳定性好纯净度、均匀度好可长期使用具有耐久性疲劳强度高资料来源：上海慧腾、GCr15钢以及Cr/MoGCr1550%r、MoMnGCr15SiMn、Cr/Mo名称 代表钢种 特性 用途表名称 代表钢种 特性 用途高碳铬轴承钢

GCr15、GCr15SiMn、GCr4、GCr15SiMo、GCr18Mo

化退火后有良好的切削加工性性能和接触疲劳强度高。

经过预处理、淬火处理后，基本可以满足工作部位所需的高强度、高硬度和耐磨性的要求，通常用于制作规格较大的滚珠丝杠。G20CrNiMoG20CrNiMo、G20CrMo、 属于低碳合金钢,表面经渗碳处 主要用于需要同时具有表面高接触疲劳G20CrNi2Mo、 理后具有高硬度和高耐磨性而 强度和心部高韧性的条件，有一定的耐渗碳轴承钢 G20Cr2Ni4、 心部保持良好的韧性可承受强 磨性和强度，其使用性能和高碳铬轴承G10CrNi3Mo、 烈的冲击载荷。 钢相差无几，主要用于小直径的滚珠丝G20Cr2Mn2Mo 杠生产。中碳轴承钢

我国没有专用的中碳轴承钢.常借用于中碳轴承的钢种有37CrA、65Mn、50CrVA、50CrNi、55SiMoVA

温加工、冷加工性能较好。

通常用于转速不高，但承受了较大的轴向、径向载荷及较大的弯曲力矩的重大型滚珠丝杠。主要用于制造在腐蚀条件下工作的滚珠不锈轴承钢 9Cr18、9Cr18Mo 耐腐蚀、高温下抗氧化

丝杠，如化工机械、石油矿井海洋船舶等具有氧化性介质的工况。高温不锈钢

8Cr4Mo4V、10Cr14Mo4、Cr4Mo4V、W18Cr4V

的抗蠕变强度。

适用于航空航天业、燃汽轮机和宇航飞行器等高温特殊工况。CrMo合金钢 50CrMo455CrMo442CrMo

调质处理后有较高的疲劳极限和持久强度。

适宜制造要求一定强度和韧性的丝杠。资料来源：《滚珠丝杠原材料预先热处理及组织一致化研究》、项目材料热处理表项目材料热处理20CrMoA、20CrMnMo 渗碳、淬火50CrMnMoH42CrMoAGCr15SiMn55、50Mn、60Mn

高频、中频感应淬火丝杠 38CrMoAlA 氮化CrWMn 感应淬火、整体淬火9Cr18 中频感应淬火GCr15、CrWMn9Cr18 淬火回火12C2Ni4A0Cr17Ni4Cu4(17-4PH)固溶、时效内循环反向器40Cr氮化PA66GF30-12C2Ni4A0Cr17Ni4Cu4(17-4PH)固溶、时效内循环反向器40Cr氮化PA66GF30-外循环导珠管0Cr17Ni4Cu4(17-4PH)固溶、时效外循环挡珠器45、65Mn淬火回火

渗碳、淬火端面循环返向器 0Cr17Ni4Cu4(17-4PH) 固溶、时效PA66GF30 -资料来源：《数控机床功能部件优化设计选型应用手册滚珠丝杠副分册》、GCr15（）对比项目 意义 国内对比项目 意义 国内水平 国外水平氧含量 随着氧含量增加，氧化物夹杂的含量增多尺寸增大，对疲劳寿命恶化程度加剧。

平均9ppm 普遍控制在3~8ppm成分波动 成分波动小，轴承钢质量稳定、均匀。 波动大。氧含量的波动偏多在2ppm以上。

成分波动很小。SKF轴承钢的氧含量波动偏差为0.6ppm。夹杂物尺寸

承钢疲劳寿命高。

存在氧化物夹杂尺寸较大、分布不均等问题。

≤10μm碳化物分布更加细小均匀。碳化物分布更加细小均匀。物、液析严重等问题。均匀分布。轴承钢中的碳化物应颗粒细小形状规则且 存在碳化物不均匀,带状碳化碳化物资料来源：《我国轴承钢生产现状及发展展望》、knowhow多，壁垒高滚珠丝杠的加工方法分为磨制和轧制两大类：----30-45P71-3表16：磨削滚珠丝杠加工周期长、成本高序号工艺内容备注序号工艺内容备注1下料GCr1512粗磨90°V形槽两顶尖2球化退火热处理并检验校直降低硬度13磁力探伤3加工端面，钻中心孔14时效处理并检验4粗车15研磨中心孔5高温时效并检验去应力16半精磨滚道去应力6加工端面，修研中心孔17低温时效处理并检验7半精车18铣键槽8铣19磨端部螺纹9粗磨两顶尖20研磨中心孔10工作表面（滚道）与加工基准（中心孔）淬、回火--检验21精磨滚道，全检两顶尖11研磨中心孔22装配--跑合--检验--防锈包装--检验--入库备注-45天，周期长，效率低，成本高。资料来源：《精密滚珠丝杠机械加工工艺规程研究》、表17：轧制滚珠丝杠加工工艺流程时间短序号工艺内容备注序号工艺内容备注1轧制滚珠丝杠GCr154滚道抛光2检验校直5加工轴端3端部退火降低硬度6装配--跑合--检验--防锈包装--检验--入库备注轧制滚珠丝杠的加工工艺周期约为1-3天，周期短，效率高，成本低。资料来源：《精密滚珠丝杠机械加工工艺规程研究》、硬车削：CBN6mm1m硬旋铣：粗加工设备与刀具加工方式生产效率备注粗加工设备与刀具加工方式生产效率备注砂轮磨削丝杠磨床或开槽磨床磨制90°V型槽低适用于精度要求高的丝杠硬车削 CBN刀具及数控车床 车制90°V型槽 中 适于长度1m、距6mm以下长径比小的丝杠旋风铣削 CBN刀具及数控车床 工作滚道一次铣削成型加工达到半精磨精度资料来源：《精密滚珠丝杠机械加工工艺规程研究》、图19：硬铣螺纹技术显著缩短滚珠丝杠加工周期

高 适于较长以及长径比大的丝杠资料来源：金属加工、磨制丝杠的生产过程中涉及大量know-how。无法达到性能要求，且出问题后不知道如何改进。。图20：滚珠丝杠螺距误差来源资料来源：《精密滚珠丝杠磨削加工精度及其测试方法研究》、核心设备：高端螺纹磨床依赖进口，价格昂贵HNC35KRG2000GSE-A/GSNSMCUS500-CNC公司介绍成立时间公司公司介绍成立时间公司日本三井精机 英国MATRIX

100%车、山前、发那科、捷太格特、THK1934MATRIX6950MIKROMAT纹及回转型面磨床为6轴数控，能满足更复杂的需求。瑞士施力博格1923MIKROMAT纹及回转型面磨床为6轴数控，能满足更复杂的需求。瑞士施力博格1923NORMA、GEMINI、CORVUSSIRIUS等可以自由旋转370度等开发理念。成立初期通过引进当时的螺纹和齿轮磨削制造企业Reishauer和Klingelnberg的机床，德国SMS1995对其加工改造、加入最先进的CNC系统再进行出售。2017年开发SHHeligrind系列通用型材和螺纹磨床，该系列刚性强、精度高、适用性广。资料来源：公司官网、公司型号工件直径mm公司型号工件直径mm工件长度mm最大承重kg螺距范围mmrpmrpm螺纹角度数控系统最少进给精度SK7450X10050-2501030010001.5-48271670+/-25西门子828D0.001mmRa0.32μm，全长误差0.090mm内汉江机床SK7432X20GX20-25020001001.5-481002150+/-25西门子828D0.001mmP1SK71202-200350250.25-660-+/-30西门子828DRa0.32μm，50mm误差0.005mm内北平机床LWX50.8-20150-0.5-2.57020SYNTEC/FAGOR/SIEMENS0.001mm,0.001°安阳机床SK74500-25012000-2004000+/-30Fanuc/SimensP3SH300-BS0-40030001600200/1000+/-125西门子840DslP1,P0SH100-U0-40010004000.5-14200/1000+/-125西门子840DslP1,P0HolroydTG系列0-4202200150-7001007000+/-90Holroyd仿形管理统(HPMS)0.002mm300mm误差0.007mm内ZENITH0-4002707001006500+/-90HPMS0.002mm300mm误差0.003mm内三井精机GSE-A系列、GSE-B系列0-480300-50002004800+/-45Fanuc31i-B5MONNIERM6633-708-400100+/-5Fanuc310i-A资料来源：公司官网、CNCLeistritz、Burgsmuller、GWTWeingartnerLinsinger2004（）德国Leistritz公司的PW160型1200四、人形机器人和新能源汽车产业机遇有望加速丝四、人形机器人和新能源汽车产业机遇有望加速丝杠导轨的国产化到来基于第二部分和第三部分，我们将国产丝杠导轨过去难以国产化的原因总结如下。1、高精度产品的工艺壁垒未突破：①国内缺少高质量的原材料；②进口螺纹磨床价格昂贵，交期长达半年以上，投资门槛高；③工艺复杂，工序多，其中涉及多次磨削、热处理、检测，国内缺少有经验的、会使用高端磨床的工人。2、产业化缺乏动力：②过去国产机床整机厂的实力不强，进口零部件能够起到保证质量的作用。1、需求端：②车用对丝杠的精度要求低，成本要求高，更愿意使用国产以降本；（2、供给端：车用图21：丝杠导轨国产化机遇资料来源：1、机器人与自动化：人形机器人提出新需求3C设备、高精度的螺丝机、点胶机等要求较高，但整体的难度低于高精密机床。图22：丝杠导轨性模结构图 图23：丝杠导轨性模结构图资料来源：银鑫吉华、 资料来源：山东华准、202251.7202126.8202569图24：全球工业器人装量增速 图25：2021年中国业机器安装超他国家总和中国工业机器人安装量（千台）0

全球工业机器人装（台） 增速

4032312432312420121510681-4-8201060-10

500

全球其他国家工业机器人安装量（千台）中国工业机器人安装量增速2229772229772017216814843156432492685115568

806040200-20资料来源：国际机器人联合会、 资料来源：国际机器人联合会、Day2022Optimus2814+12图滚柱丝杠要应用机器人tims的线性关节 图：特斯拉人机器线性行器采星滚柱丝杠资料来源：特斯拉AIDay2022、 资料来源：特斯拉AIDay2022、表21：标准行星滚柱丝杠和倒置行星滚柱丝杠比较性能指标 标准行星滚柱丝杠 倒置行星滚柱丝杠示意图示意图运动原理

丝杠为主动件，伺服电机驱动丝杠旋转，滚柱分别绕丝杠中心轴线转动和绕自身中心轴线转动，带动螺母做轴向运动

纹啮合,带动丝杠做轴向运动特点 承载能力大在位移转速和负载等方面表现分优秀应用场景 环境恶劣、高负载、高速等场合，如重型机械电动缸石油化工光学精密仪器军工装备等

可将螺母作为电机的转子实现与电机的融合设计，结构紧凑、质量小和频响快中小负载、小行程、需要一体化设计和高速的应用场景，如汽车产线焊接机器人、人形机器人资料来源：《反向式行星滚柱丝杠承载分布及寿命分析》、百万台人形机器人预计带来百亿级别的丝杠需求。反向式行星滚柱丝杠由于其复杂性，产量偏低，价格高昂，目前进口单价约2万元。假设远期量产及自主研发后，反向式行星滚柱丝杠单价降至千元级别，则单台人形机器人丝杠的价值量14*1000+12*400=18.8100180欧美企业是行星滚柱丝杠行业的主导者。目前行星滚柱丝杠的主要制造企业包括、美国RollvisGSAEwellixERollvis+GSA+Ewellix66%图28：2022年我国滚柱丝杠市场竞争格局Rollvis GSA Ewellix Rexroth CMC 南京工艺 济宁博特 优仕特优仕特济宁博特3%优仕特济宁博特3%8%南京工艺Rollvis26%CMC3%8%12%Ewellix14%GSA资料来源：《E公司滚柱丝杠产品营销策略研究》、2、新能源汽车：潜在空间广阔，有望率先实现国产化P7L4图29：新能源汽车用滚珠丝杠总览资料来源：舍弗勒官网、转向系统EPS助力转向、线控转向（SBW）三个发展阶段，助力转向根据助力来源又可分为其中，机械转向系统（MS）：、取代。细分产品R-EPS使用滚珠丝杠传动S20年中国乘用车96.4%。线控转向（SBW）：是未来汽车智能化下转向系统的发展趋势，目前仍处。图30：汽车转向统发过程 图31：EPS在中国乘车转向统中率逐年提升EPS 其他转向系统80%85%91%96%95%100%80%85%91%96%95%80%60%40%20%0%2016 2017 2018 2019 2020资料来源：ATC汽车底盘、 资料来源：佐思汽车研究、S（-（P-EPS）（DP-EPS）C-EPSR-EPS图32：滚珠丝杠于R-EPS转向系统 图33：R-EPS中皮带及滚柱杠传透图资料来源：德科智控、 资料来源：汽车先进技术、类型C-EPS管柱式电动助力转向P-EPS类型C-EPS管柱式电动助力转向P-EPS小齿轮式电动助力转向DP-EPS双小齿轮式电动助力转向R-EPS齿条式电动助力转向示意图 结构扭矩传感器和助力机构装在转向管柱芯轴上，下面连接机械转向机扭矩传感器和助力机构装在转向器的小齿轮轴上转向系统具有两个转向小在另一个驱动小齿轮上不再采用蜗轮蜗杆及辅助小齿轮来传递助力，而是采用更加精密的循环球(滚珠丝杠)式助力动力传递电机→蜗杆→蜗轮→转向管柱芯轴→转向器小齿轮→转向器齿条电机→蜗杆→蜗轮→转向器小齿轮→转向器齿条电机→蜗杆→蜗轮→辅助小齿轮→转向器齿条RP-EPS：电机→皮带→滚珠丝杠→转向器齿条RD-EPS：电机→滚柱丝杠→转向器齿条特点机波动会对手感产生直接C-EPS相比电机距离缺点是电机波动也会对手感产生影响P-EPS相比可以提供更大的助力,静谧性更好；电更小传动效率更高，能提供更大的助力，操纵路感好；缺点是成本较高，制造难度大适用车型助力需求小的紧凑车型；小排量的中小型轿车助力需求不大的小型车；紧凑型SUV中大型汽车；中高端车型SUV卡；商务车及豪华车型资料来源：捷太格特官网、博世汽车售后、盖世汽车、汽车先进技术、新能源汽车轻量化及智能化催生更多R-EPS的需求。由于滚珠丝杠传动效率和精度高、噪音低、可以承担较大的力矩和负载，R-EPS的最大推力显著大于其16000N年我国R-EPS7%类型C-EPSP-EPSDP-EPSR-EPS前轴负荷类型C-EPSP-EPSDP-EPSR-EPS前轴负荷<650kg650kg-1200kg650kg-1200kg>1200kg最大推力10000N10000N12000N16000N搭载车型五菱宏光mini、哈弗H6本田雅阁、本田CR-VH9Q3ES8、凯迪拉克XT53/5ES资料来源：marklines、德科智控、浙江世宝、图34：2013-2019年我国电动助力转向细分市场规模9080706050403020100

C-EPS P-EPS D-EPS R-EPS2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019资料来源：智研咨询、制动系统/滚柱统制动系统中更多，受益于新能源汽车、智能汽车的发展。图35：汽车制动系统发展资料来源：焉知汽车、智能底盘之家、EHB（EHB）图36：传统制动统结构 图37：EHB省去真空力系统资料来源：云飨汽车、 资料来源：云飨汽车、直接型EHBEHB1直接型EHB和博世的iBoosteriBooster202191.5%图38：日立采用滚珠杠传动 图39：博世第二代iBooster资料来源：佐思汽研、 资料来源：电车资源网、制造商产品量产时间主要客户ibooster1.02013制造商产品量产时间主要客户ibooster1.02013特斯拉、大众新能源、本田CR-V、保时捷918博世ibooster1.02017E6ES6ES8ONEP7G3MARVELXIPB2019比亚迪汉、凯迪拉克XT4、CT6大陆MKC12016宝马X5、X7、阿尔法罗密欧、奥迪e-tron日立E-ACT2019日立Leaf采埃孚天合IBC2018凯迪拉克XT4、CT6、别克舍弗勒SpaceDrive2019大众、保时捷、奔驰资料来源：盖世汽车、电子机械制动EMBEMB滚珠滚柱丝杠常用于EMB+多采用滚珠丝杠传动。制造商结构方案运动转换机构减速增力装置博世滚珠丝杠制造商结构方案运动转换机构减速增力装置博世滚珠丝杠行星齿轮齿条齿轮双楔面自增力机构西门子螺杆多楔面自增力机构大陆滚珠丝杠正齿轮/行星齿轮德尔福滚珠丝杠行星齿轮现代滑动丝杠正齿轮/行星齿轮/蜗轮传动螺杆多楔面自增力机构万都滚珠丝杠斜齿轮/行星齿轮/复合齿轮资料来源：《电子机械制动（EMB）系统综述：结构、控制与应用》、驻车制动从形式上分为机械式和电子式，即机械手刹和电子手刹。机械式制动系EPB图40：机械式制结构 图41：EPB制动钳总原理意图资料来源：汽车维修网、 资料来源：《汽车电子驻车制动系统(EPB)驻车力研究》、求低于机床丝杠，我国有望依托新能源汽车产业链，实现车用丝杠的国产化。2022年《线控转向技术路线图》征求意见稿之减速机构关键零部件目标中明确提出重点突破滚珠丝杠技术。随着我国滚珠丝杠制造能力提升，部分厂家已具备提供车用滚珠丝杠的能力，如秦川机床已实现新能源汽车领域用滚珠丝杠副和智能转向系统、汽车电子刹车系统精密螺杆副的国产化推广，车用丝杠有望成为丝杠行业自主研发的首要突破点。五、主要上市公司 1、恒立液压2016-2021+2021图42：恒立液压2022年营业入构成 图43：恒立液压业收与净润及其比7.03.10.4营业收入（亿元） 归母净利润（亿元）营业收入同比（%） 归母净利润同比7.03.10.433.6

55.9

液压油缸液压泵阀油缸配件液压系统其他业务

0

2010 2012 2014 2016 2018 2020

500%400%300%200%100%0%-100%资料来源：公司资料、 资料来源：公司资料、20162020-202240%28%。图44：恒立液压毛利率与净利率销售毛利率(%) 销售净利率(%)50%40%30%20%10%0%2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022资料来源：公司资料、定增募投电缸及丝杠业务，加大非挖领域布局，打造第三成长曲线。恒立液压于2023115202410.4450075010图45：电动缸结构图资料来源