2023协作机器人产业发展蓝皮书

2023年协作机器人产业发展蓝皮书 1/165 版权声明 本蓝皮书版权为高工咨询（GGII）所有，相关咨询服务由高工咨询（GGII）提供。高工咨询（GGII）和所有参编企业对本报告拥有共同著作权。报告有偿提供给限定企业， 应限于企业内部使用，仅供企业在分析研究过程中参考。如企业引用报告内容进行对外使用，所产生的误解和诉讼由企业自行负责，本公司不承担责任。 如将来用作商业或其他用途，未经本公司同意，不得以任何异于本报告原样之装订或包装形式将本报告出借、转售、出租或在网上发布。凡使用本报告者均受本条款及本报告一切有关版权之条款约束。 序言 时间来到2023年，“疫情”不再是热门词汇，消费不振、内需不足、出口下滑等外部因素被提起的频率明显上升，疫情后的疤痕效应显现，深刻影响着各行各业的复苏节奏和预期情绪。于协作机器人行业而言，最大的命题已经从过去的“求生存”转为“谋发展”，部分厂商开启上市进程，部分厂商加大出海布局，部分厂商开启价格白刃战，价格屠夫再次上演……焦虑的情绪似乎在蔓延。 从产品层面看，协作机器人不管是负载、臂展、定位精度还是示教方式、安全方案等，趋同性已逐渐显现，硬件层面同质化不可避免的带来了“内卷化”和“价格战”。需要承认的是，当前协作机器人面临的困境既有外部环境变化带来的共性问题，也有协作机器人本身能力的问题。某种程度上，对于后者问题的正视和解决路径更具现实意义，或许这也将是协作机器人未来的出路之一，这是难而正确的事。 从产业链角度看，协作机器人生态从过往的三大核心零部件逐渐扩大，智能化的趋势下，力控传感器、视觉传感器等感知元器件关注度上升，同时布局一体化关节模组的厂商持续增加，国产厂商技术的持续提升促进成本的加速降低。机器人大模型的持续进步有望为协作机器人能力提升装上加强版外挂，可以满足更多复杂场景的应用需求，尤其在商用服务领域的应用，协作机器人的易用性和智能性有望获得质的提升。 市场竞争方面，全球范围内UR依然引领行业发展，市场份额虽然受到一定的挤压，但依然保持在30%以上，以遨博智能、艾利特机器人、大族机器人、中科新松等为代表的国产厂商全球份额提升明显。国内市场呈现一定的分化态势，国产份额进一步巩固，并且市场份额进一步扩大，但真正依靠协作机器人产品业务盈利的厂商依然是稀有物种。此外，根据GGII的调研，部分传统工业机器人厂商未来或将加大对协作机器人领域的布局和投入，这将为协作机器人领域的格局带来更大的不确定性。 本蓝皮书以协作机器人为核心，重点阐述了重点核心零部件的发展态势，其中包含减速器、无框力矩电机、关节模组、工控机、力传感器、电动夹爪等，结合协作机器人产业链各环节的技术特点，剖析协作机器人市场和技术脉络，同时对协作机器人的应用行业、应用场景和应用趋势进行分析，旨在厘清协作机器人的发展脉络，帮助协作机器人产业链相关企业及投资机构了解当前协作机器人行业的最新态势，把握市场机会，做出正确经营决策。 特别说明：本报告中的大量市场及技术资料，仅供企业经营参考用，望企业不要用于其他商业用途，由此产生的一切后果高工咨询（GGII）将不予承担！ 宏观外部环境的不确定性和复杂性加剧，高工咨询（GGII）和所有参编企业真诚地祝福每一家志向远大的企业都能制定出高质量经营决策，不断获得新的成长和成功！ 感谢以下联合参编单位（排名不分先后）： 深圳市大族机器人有限公司 中科新松有限公司长广溪智能制造（无锡）有限公司遨博（北京）智能科技股份有限公司 苏州艾利特机器人有限公司广东天机智能系统有限公司深圳市鑫精诚科技有限公司浙江来福谐波传动股份有限公司深圳市康士达科技有限公司南京神源生智能科技有限公司蓝点触控（北京）科技有限公司 目录 版权声明1 序言3 第一章协作机器人发展概述9 第一节定义及分类9 第二节新产品&新趋势11 第二章协作机器人产业链分析13 第一节上游零部件13 第二节中游本体18 第三节下游集成应用20 第四节周边配套产品23 第五节协作机器人产品图谱27 第三章协作机器人市场概况分析29 第一节全球协作机器人市场概况分析29 第二节中国协作机器人市场发展分析30 第三节中国协作机器人竞争分析32 第四章协作机器人技术发展分析35 第一节协作机器人技术发展现状分析35 第二节协作机器人核心技术分析37 第三节协作机器人技术趋势与方向40 第五章协作机器人行业投融资概况分析43 第一节近年来行业融资态势43 第二节主要的机构代表44 第六章协作机器人应用分析46 第一节协作机器人应用场景分析46 第二节协作机器人应用行业分析47 第三节协作机器人应用趋势分析49 第七章中国协作机器人发展前景与展望51 第一节人工智能技术与大模型的发展赋予协作机器人更多智能性51 第二节力控技术助力协作机器人综合能力提升51 第三节结构的模块化和仿生化52 第四节行业渗透率持续提升，工业与商业服务领域的应用边界日趋模糊52 第九章参编企业介绍53 第一节中科新松—国内协作机器人先行者53 第二节大族机器人—高精度，更稳定，核心零部件自主可控61 第三节长广溪智造—车规级高速协作机器人67 第四节遨博智能—协作机器人国家标准制定者72 第五节艾利特机器人—专注面向未来的新一代协作机器人78 第六节天机智能—面向泛工业及商业领域的实用派协作机器人87 第七节鑫精诚传感器—国产力传感器黑马90 第八节来福谐波—国产精密传动解决方案优质供应商92 第九节康士达—致力于让设备更智能97 第十节神源生智能—致力于力测试技术的研究和产业化103 第十一节蓝点触控—掌握力控核心软硬件技术108 第十章典型行业应用案例111 第一节汽车及相关行业111 第二节3C电子行业118 第三节机械加工行业130 第四节新能源行业132 第五节注塑行业137 第六节电气行业139 第七节医疗行业140 第八节新零售行业146 第九节机器人行业149 第十节其他行业153 附录1中国协作机器人市场代表企业157 附录2协作机器人产业链及周边配套厂商160 图表目录 图表1协作机器人按轴数分类11 图表2主要协作机器人厂商及大负载产品12 图表3协作机器人产业链13 图表4上游零部件主要代表企业14 图表5谐波减速器产品结构15 图表62016-2027年中国六轴及以上协作机器人减速器需求量及预测(单位:万台，%)16 图表7无框电机产品16 图表8工控机产品17 图表9协作机器人本体代表厂商18 图表10协作机器人成本结构（单位：万元，%）19 图表112016-2024年中国协作机器人均价及预测（单位：万元）19 图表122021-2023年中国工业机器人应用细分领域需求变化及预测20 图表132015-2022年工业机器人应用领域分布（单位：%）22 图表14协作机器人周边配套产品列表23 图表152017-2027年中国六维力/力矩传感器市场规模及预测(单位:亿元，%)24 图表16不同类型六维力传感器原理、特点及代表企业25 图表17不同形态夹爪产品示意图26 图表182016-2027年中国电动夹爪市场销量及预测（单位：万台，%）26 图表19主要协作机器人厂商产品负载矩阵对比27 图表20协作机器人行业产品数量分布图（按负载&工作半径划分）28 图表212016-2026年全球协作机器人销量及预测（单位：万台，%）29 图表222016-2026年全球协作机器人市场规模及预测（单位：亿元，%）30 图表232016-2026年中国协作机器人销量及预测（单位：万台，%）31 图表242016-2026年中国协作机器人市场规模及预测（单位：亿元，%）32 图表252022年中国六轴及以上协作机器人品牌竞争格局（按销量口径，%）33 图表262016-2023年H1中国协作机器人相关专利申请情况（单位：件，%）35 图表272015-2023H1中国协作机器人市场融资情况43 图表28截至2023HI协作机器人企业融资阶段分布情况44 图表292015-2023年H1协作机器人行业主要投资机构代表（排名不分先后）44 图表302022年协作机器人应用场景分布（以销量计，单位：%）46 图表312022年中国协作机器人下游行业分布（以销量计，%）47 图表32各细分行业需求特征概况48 第一章协作机器人发展概述 第一节定义及分类 协作机器人，指能与人在同一共享空间中协同作业、与人进行直接交互的机器人，是一种新的工业机器人品类。根据美国专利局定义：协作机器人是一种用于人与计算机控制的机械手之间直接物理交互的设备与方法。与传统工业机器人不同，协作机器人设计的初衷就是为了提高机器人的安全性，降低机器人在生产过程中对人带来伤害的风险，使机器人可以在特定区域内安全地与人进行直接的交互和接触。 除安全性以外，协作机器人还具备易用性、灵活性、低成本等特点。在易用性方面，协作机器人能够通过拖动示教路径点的记录并配合相对易用的引导编程，降低操作者的专业要求。同时，轻量化、高集成度的设计使协作机器人能够以更灵活的部署方式安装在产线或集成化设备中，易于编程的特点也使其能够快速适应新产线的工作需求，适用于各种非结构化、柔性、高灵活度的场景。 根据机器人结构、负载以及轴数的不同，可以将协作机器人分为多种类型。 （1）根据结构划分 协作机器人可以分为单臂协作机器人和双臂协作机器人。相较而言，单臂协作机器人拥有更高的性价比，同时，体积与紧凑性方面更具有优势，便于安置于生产线或集成于整线设备中。 双臂协作机器人顾名思义即为拥有两条协作机械臂的机器人，相比单臂协作机器人具有更高的灵活性和可操作性，通过双臂配合作业，可以提升抓取和操作物体的能力，减少对于工装夹具的依赖，并实现复杂任务的有序控制，适应多变工作环境，可应用范围更加广泛。 （双臂协作机器人）（单臂协作机器人） （2）按负载分类 根据负载不同，通常能将协作机器人划分为超轻负载（负载：＜3kg）、轻负载（负载3-7kg）、中负载（7-12kg）、大负载（12-20kg）、超大负载（20kg以上）。 负载能力的差异带来成本、技术以及应用的不同。从应用来看，超轻负载协作机器人多用于分拣、点胶、涂胶、测试等场景；轻负载协作机器人多用于3C电子、医疗、新零售等行业；中大负载协作机器人以及超大负载协作机器人则多用于装配、搬运、码垛、包装等场景中。目前，轻负载协作机器人凭借较高的性价比以及在3C、医疗等行业中较高的适用性占据主要市场地位。而近年来，随着锂电、光伏、仓储物流等行业的快速扩张，中大负载协作机器人的需求开始逐渐提升，“大负载”成为行业重点发展方向之一。 （3）按轴数分类 根据轴数划分，协作机器人可以分为四轴协作机器人、六轴协作机器人以及七轴协作机器人。 四轴协作机器人在具备协作机器人高精度、轻便、安全可靠、操作简便等优点的同时，还具有一定成本优势，被广泛应用与轻量级工业制造的生产环节以及医学检测、化学分析、样品处理等环节。 六轴协作机器人最为常用，其运动方式类似于人类手臂的运动，被广泛应用于各个行业中。机器人的自由度与其轴数相关，六轴协作机器人已经具备完整的自由度，能够到达空间中的任意点，具有较好的通用性。 相对于六轴协作机器人而言，七轴协作机器人增加了“腕关节”，能够允许机器人躲避某些特定的目标，同时能够改变末端执行器的位置，使末端执行器能够更稳定地到达特定位置，从而提高协作机器人的整体灵活性。此外，冗余自由度不仅能改善协作机器人运动轨迹规划问题，还能够通过力矩分配使薄弱环节承受合理的力矩，提高协作机器人稳定性。 图表1协作机器人按轴数分类 类别 图示 四轴协作机器人 四轴协作SCARA机器人 四轴桌面协作机器人 六轴及以上协作机器人 六轴协作机器人 七轴协作机器人 资料来源：企业官网，GGII整理 第二节新产品&新趋势 一、大负载协作机器人已成潮流 近年来，机器人的技术发展呈现出“工业协作化”、“协作工业化”的趋势，应用的共融性