滚珠丝杆(一文熟悉人形机器人运动控制之魂:滚珠丝杠

一文熟习人形机器人活动控制之魂:滚珠丝杠&行星滚柱丝杠

作者 | 楚欣

出品 | 焉知


直线传动是将旋转活动转换为直线活动、或将直线活动转换为旋转活动的一种机器传动办法。直线传动有多种办法,如皮带传动、链传动、液压传动、丝杠传动、气动传动、电磁传动等,此中丝杠传动因其共同的上风,几乎触及到一切必要准确直线活动控制的场合,典范使用场景包含汽车、机床、半导体装备、医疗装备、机器人和航空航天等。


什么是丝杠

丝杠是将旋转活动转化为直线活动、或将直线活动转化为旋转活动的抱负的产物,是东西机器和精密机器上最常用的传动元件,其上风在于高速活动下确保定位精准,由于摩擦力较低,其传动听从可达 90%。


丝杠由螺母和螺杆/丝杠构成,螺杆是丝杠机构中的旋转部件,通常为圆柱形,外外貌有螺旋状的螺纹;螺母是丝杠机构中的直线活动部件,其内外表与螺杆的螺纹相婚配。


事情原理:当螺杆作为主动旋转体时,螺母就会随螺杆的转动角度依照对应规格的导程将螺杆的旋转活动转化成直线活动,到场做功的工件可以经过与螺母毗连,从而完成对应的直活动。螺杆的旋转角度与螺母的直线挪动量成恰比,比例干系由螺杆的导程(螺纹的螺距)决定。反之,假如螺母作为主动件挪动,也可以使螺杆旋转,如此直线活动就被转换成了旋转活动。


丝杠分类

按其摩擦特性,丝杠可分为三类:滑动丝杠、转动丝杠及静压丝杠。


泉源:万捷传动,柯浩《行星滚柱丝杠传动精度分析与计划》


1)滑动丝杠是最平凡的丝杠机器,牙型多为梯形,又称梯形螺纹丝杠。它没有转动体,靠滑动摩擦转达推力,布局简便,制造便利,具有自锁性,在机床上使用广泛。它一连事情发热严峻,传动听从较低(30-50%)。


2)依照转动体的不同,转动丝杠可进一步区分为滚珠丝杠和行星滚柱丝杠两类,下文将重点报告这两类丝杠。


3)静压丝杠必要增长一套供油/气体系,经过在螺母和螺杆之间构成一层流体膜来完成无交往或近乎无交往的活动,大幅变小了摩擦和磨损,可以到达极高的定位精度,但其工艺繁复,加工十分困难,本钱较高,使用较少。


泉源:南京工艺

精度是权衡滚珠丝杠功能的紧张目标之一,高精度的滚珠丝杠可以提供更准确的定位和反复定位才能。依据 ISO(International Organization for Standardization 国际标准化构造)、DIN(Deutsche Industrie Norm 德国产业标准)以及 JIS(Japanese Industrial Standards 日本产业标准)划定,行星滚柱丝杠和滚珠丝杠的精度品级区分大抵相反,主要都是经过丝杠随意 300mm 长度的导程偏差(V_300)分类。此中,ISO 将精度品级区分为 C0、C1、C3、C5、C7、C10,DIN 将精度品级区分为 C1、C3、C5、C7、C10,除 C0 外,ISO 与 DIN 品级区分基本相反。局部西欧企业接纳字母 G 区分精度品级,但涵义与 ISO 的品级逐一对应。国内滚珠丝杠的精度品级分为 7 类(P1、P2、P3、P4、P5、T7、T10),1-10 精度依次渐减,即数字越小代表精度越高。


平凡机器大多接纳轧制的制造办法,对应 C7 和 C10 精度品级;在对精度要求较高的使用场景中,常接纳磨制的办法,对应精度区间为 C0-C5。


  • 精度要求低:智能家居、电开东西、汽车等消耗类东西对丝杠的精度要求较低,现在主要使用梯形丝杠和中低端滚珠丝杠。此中,汽车动力转向器、线性制动器精度要求 C6-C8、C5-C8。


  • 精度要求高:产业机器装备对精度有一定要求,不同典范装备对精度的要求不同。寻常来说,通用机器或平凡数控机器选 C7(随意 300 行程内定位偏差±0.05)或以下,高精度数控机器选 C5(±0.018)以上 C3(±0.008)以下,光学或检测机器选 C3 以上。机器人机器手臂(精密级)精度要求在 C1-C4 级,机床高精度磨床要求在C0-C2 级。



丝杠武艺壁垒

消费高精度丝杠主要有三大壁垒:原质料、工艺流程、消费装备。


1、原质料

质料是丝杠的制备基本,丝杠对原质料要求严苛。丝杠在反复活动历程中会遭到一连振动、打击和摩擦,因此关于质料的强度、刚性、耐磨性、耐腐化性、抗疲劳性、承载力等一定要求,平凡的金属质料无法满意需求,通常必要特种金属质料来举行制备。依据博特精工官网,丝杠质料依据不同事情情况、精度、负载等要求,所接纳的质料也存在区别,稀有质料包含渗碳钢、硬化不锈钢、非合金(碳素)布局钢(如 45、50 钢)、低合金东西钢、轴承钢等,有数元素 Cr/Mo 的元素配比及加工工艺等要素影响质料的安定性、熔点和刚度等功能。


原质料质量欠佳和后续热加工工艺不妥为国内丝杠较入口丝杠功能存在差距的缘故之一。外洋丝杠与国产丝杠均接纳到场了 Mo 元素的优质合金布局钢,但是国产 Cr/Mo 钢滚珠丝杠的功能与外洋入口丝杠仍存在一定的差距。依据《国产 Cr/Mo 钢滚珠丝杠与外洋同类产物的质量分析》,国产丝杠存在的带状偏析构造是形成其使勤奋能不佳的紧张缘故。带状构造具有明显的朝向性是脆弱的部位,容易形成在变形历程中的应力会合,乃至显现裂纹;带状构造还会低落钢的力学功能、切削功能和淬透性,使零件淬火变形倾向增大,强韧性低落。


2、工艺流程

工艺履历是机器部件中没形但十分紧张的局部,由于丝杠的加工流程冗长而繁复,原质料的配方、热处理的温湿度、机床的参数调停等诸多要素均会对终极丝杠的功能形成影响,丝杠制造厂商必要较长时间的积累才干把握全部工艺,并且使用和反应中不休迭代和优化。从举世来看,现在外洋高端丝杠的抢先企业均有久长的汗青和长时的积累。


丝杠轴的加工武艺分为冷轧和研磨两种,冷轧法的退火工艺和研磨法的螺纹切割为加工难点。冷轧听从高、精度低,螺纹一次成型,无需后续的切削加工,可以批量制造,本钱较低,通常精度品级在C9至C5。研磨听从低、精度高,起首经过切削加工构成粗螺纹,然后经过精密研磨工艺提高螺纹的精度,工艺繁复,交货期较长,本钱较高,市面上可完成 C9至C0的精度跨度。


别的,在工艺流程中,热处理也相反是中心要素,热处理可以改良丝杠的质料功能、切割功能等。武艺装备的落伍、热处理工艺参数不到位会招致热处理后果变差,热处理后变形较大,进而影响行星滚柱丝杠的寿命。


3、消费装备

装备决定丝杠的加工精度和听从,磨床是丝杠加工的中心武艺壁垒,其精度直接决定丝杠精度。磨床经过其高度精密的磨削武艺,可以确保丝杠具有一律的螺纹外形和尺寸,从而提供可靠的功能和安定的活动控制。磨床的精度直接影响着丝杠的轴向精度、径向精度以及全体的活动安稳性。精准的磨床工艺可以确保丝杠的每个螺纹都具有高度一律的规格,避免偏差和振动,从而提高了体系的可靠性和事情精度,因此磨床其高精度的加工才能直接决定了丝杠终极的功能和质量。


国内制造高精度磨床的厂家较少,且在精度、安定性等方面和天下顶尖装备有差距,依据 GGII,现在国产磨床可以满意 C3-C4 精度的中端丝杠加工,但批量加工高端丝杠(C0-C2)时,存在出品不安定征象。而入口装备十分昂贵且交期较长,日本三井的高精度螺纹磨床价格凌驾 1000 万元。除了磨床,国内旋风铣装备基本依托入口,热处理装备、校直装备与入口比拟仍有较大差距,基本依托入口。


滚珠丝杠

滚珠丝杠,别名滚珠丝杠副,实用于精密传动,产生点交往转动摩擦,与滑动丝杠比拟摩擦力小、传动听从高、精度高。


滚珠丝杠主要布局包含滚珠丝杠、滚珠螺母、滚珠三局部。滚珠丝杠轴为螺母活动的导向轴,其外表具有螺纹,滚珠在螺纹内活动;螺母由预压片、反向器、防尘器等构成,是直线活动的挪动体,动员滚珠循环机制,别的其端部密封件用于封装光滑零件、避免异物进入;滚珠是使用低摩擦系数维持整个零部件运转的前言,依据眷注循环办法又分为内循环和外循环。


滚珠丝杠三局部布局,泉源:华经产业研讨院


滚珠的内循环、外循环分散适配不同的场景。从布局特点来看,外循环情势的滚珠在循环历程完毕后,将经过螺母外外貌的螺旋槽或插管前往螺母兼顾新进入循环,工艺相对简便,易于制造和维护,径向尺寸较大,负载大,实用于高承载传动体系,如重型机器、某些产业主动化装备等。内循环情势的滚珠一直在螺母内里,其经过反向器完成滚珠的单一关闭式循环,工艺繁复,径向布局紧凑,具有更高的活动听从和定位精度,实用于高精度、高听从、高可靠性、中低速场景,如机床、汽车飞机部件活动控制等。


左图:外循环表现图;右图:内循环表现图。泉源:诺和精工


行星滚柱丝杠

行星滚柱丝杠依托丝杆和滚柱的旋转动员螺母做直线活动。行星滚柱丝杠的布局与滚珠丝杠较为相似,包含丝杠、行星滚柱、坚持架、内齿轮和螺母等,此中转动元件为行星滚柱而非滚珠丝杠中的滚珠。


行星滚柱丝杠的事情原理与太阳系中行星围绕太阳旋转的形式相似,此中丝杆相当于太阳,行星滚柱相当于行星,而螺母则相当于太阳系中的轨道。丝杆主动旋转动员滚柱绕丝杆轴向公转同时绕本身轴线自转,从而动员螺母做轴向直线活动。行星滚柱丝杠经过啮合滚柱产生线交往转动摩擦,大幅增长丝杠传动历程的交往面和受力面,与以往用于精密传动的滚珠丝杠比拟,在传动听从丧失不大的条件下,又同时具有了高转速、高载荷、高刚度、高范围导程以及更小体积、更低杂音、更便利维护拆卸等特点。


行星滚柱丝杠布局图,泉源:邓琦《行星滚柱丝杠电动缸使用现状》


行星滚柱丝杠比拟滚珠丝杠的功能更优。滚珠丝杠载荷转达元件为滚珠,是点交往;而行星滚柱丝杠载荷转达元件为螺纹滚柱,是线交往。因此,行星滚柱丝杠具有高负载、耐打击、体积小、高速等优点,现在以前在航空航天、兵器装备、核动力等举世高精尖范畴运用,同时在机床、精密机器人、汽车 ABS 体系、石油化工等民用场景下也存在广泛的使用需求。


上风一:承载才能及寿命更强

  • 高承载才能:由于行星滚柱丝杠接纳线交往,与滚珠丝杠的点交往比拟,可以在相反条件下提供更高的承载才能。
  • 高刚度与抗打击才能:行星滚柱丝杠的计划提供了更高的刚度,同时坚持了精良的抗打击功能。
  • 长命命:依据赫兹压力定律,行星滚柱丝杠的寿命可到达滚珠丝杠的15倍,这意味着在相反工况下,行星滚柱丝杠的维护周期更长,可靠性更高。


上风二:导程和节距机动,体积小,节流空间

  • 机动的导程和节距:行星滚柱丝杠可以计划出更小的导程,且导程可以是整数或小数,提供更精密的控制。
  • 节流空间:在提供相反负载的情况下,行星滚柱丝杠的体积更小,有助于变小机器装备的总体尺寸,使得计划更为紧凑。


上风三:速率和增速率更高

  • 高旋转速率和增速率:由于滚柱的非循环式计划,行星滚柱丝杠可以完成更高的旋转速率和增速率,这关于必要快速呼应的体系十分紧张。
  • 高线速率和高输入转速:行星滚柱丝杠可以到达更高的线速率(最高2000mm/s)和输入旋转转速(可达5000rpm或更高),满意高速运转的需求。


只管行星滚柱丝杠具有上述上风,它们的制造本钱通常也更高,并且武艺壁垒较滚珠丝杠更大。因此,在选择使用行星滚柱丝杠照旧滚珠丝杠时,必要依据具体的使用需求、本钱预算和维护才能举行综合考量。


滚珠丝杠分类:依据行星滚柱丝杠的布局构成以及活动干系的不同,行星滚柱丝杠可分为标准式、反向式、循环式、差动式和轴承式五种。


1)标准式:也称为非循环滚柱丝杠,丝杠通常作为动力输入端,只绕本身轴线转动;螺母通常与负载毗连,只沿本身轴线挪动;滚柱在丝杠的作用下在螺母和丝杠之间做行星活动和轴向挪动;内齿圈固连在螺母上,滚柱端齿与内齿圈啮合确保滚柱在螺母上为转动,滚柱与螺母相对轴向位移为零,与螺母一同沿轴向挪动。


2)反向式:螺母和螺钉的功效反转,布局更紧凑,实用于小行程、必要一体化计划事情场景。事情原理与标准滚柱丝杠相反,螺母和螺钉的功效相对滚柱相反。滚子在螺母内轴向挪动,螺母被拉长以允许传动轴的全行程,以较小的导程完成更高的额外负载,空间使用率高,但行程受螺母螺纹长度限定。现在特斯拉 Optimus 接纳的正是反向式行星滚柱丝杠。


3)循环式:循环滚柱计划,实用于高精度,中低速运转事情场景。循环式滚柱丝杠的滚柱在螺母内轴向挪动,直到绕杠丝旋转一圈后前往原本的地点。由于最小螺距与循环滚柱计划,可以完成十分高的定位精度、区分率与极高的负载力。


4)差动式:具有差动活动特点,导程更小,实用于传动较大、负载较高的事情场景。差动式行星滚柱丝杠接纳分段环槽布局,具有差动活动,可以取得比寻常行星滚柱丝杠更小的导程与更大的缓速比,且因其紧凑的布局可以使机电作动器具有更高的功率体积比和功率质量比。


5)轴承环式:布局繁复,制造本钱较高,实用于承载才能要求极高的事情场景。增长滚子轴承、端盖、壳体等部件,承载才能大,在高负载的情况下,大大变小磨损率,但其布局繁复,制造本钱高。


反向式行星滚柱丝杠与标准式行星滚柱丝杠的不同在于螺母作为动力输入构件,绕本身轴线旋转,丝杠作为实行部件,沿轴向挪动;丝杠两头增长齿轮交换内齿圈与滚柱端齿啮合,确保滚柱在丝杠上为转动,滚柱与丝杠没有相对轴向位移,一同沿轴向挪动。反向式行星滚柱丝杠的螺母为主动件,丝杠为输入构件,滚柱、丝杠之间无相对轴向位移,其主要用于中小负载、小行程和高速的使用场景,其最大的上风在于可将其螺母作为电机转子完成电机和丝杠一体化计划,构成布局紧凑的一体式机电作动器。这种计划的确带来了分外的工程挑唆,最大难点在于螺母内螺纹加工。平凡式是螺杆安稳,螺母活动;反转式是安稳螺母,螺杆活动。由于反转式的螺母长度远远高于平凡式,如安在云云高长度的螺母内加工螺纹是难点,必要精密的机器加工武艺和高质量的控制。


左图:标准式行星滚柱丝杠布局;右图:反向式行星滚柱丝杠布局泉源:《行星滚柱丝杠传动精度分析与计划》柯浩、《行星滚柱丝杠计划》王家健


行星滚柱丝杠是人形机器人“肢体”的中心构成局部,可以广泛使用于机器人的手臂、腿部以及乖巧手等多个方面,为机器人提供准确的线性活动控制。特斯拉人形机器人 Optimus 躯干共使用 14 个旋转枢纽、14 个直线枢纽、以及手部的 12 个空心杯枢纽,此中直线枢纽局部接纳了14个反向式行星滚柱丝杠(肘部 2 个,腕部 4 个,腿部 8 个),这些丝杠分为500N、3900N、8000N三种规格,以顺应不同枢纽的承载需求。


Optimus直线枢纽丝杠,泉源:特斯拉机器人2022AI Day


特斯拉在其人形机器人Optimus中使用反向/反转式行星滚柱丝杠,约莫是基于其在功能上的上风,尤其是在承载才能和刚度方面。但不扫除对承载力要求更低的人形机器人接纳本钱更低的滚珠丝杠。


丝杠典范使用场景及市场分布

丝杠在不同行业中的广泛使用和市场需求,以下是对新动力汽车、机床、人形机器人使用场景的进一步论述:


1、新动力汽车中的使用:随着汽车电动化和智能化提高,丝杠在汽车范畴的使用不休加深,如汽车轮边线控刹车体系(EMB)、后轮转向体系(iRWS)、线控转向体系(SBW)、悬挂体系等,以及对汽车部件的调治控制安装。


2、机床行业中的使用:丝杠是机床标准中心零部件之一,机床包含旋转轴和直线轴,直线轴由丝杠和导轨构成,完成工件的准确定位和挪动。传统机床主要接纳梯形丝杠/滑动丝杠,数控机床是在传统机床的基本上,到场数字化控制体系,对传开工件的精度要求更高,现在多接纳滚珠丝杠。举世机床厂需求链中主轴、摆头、转台等功效部件大多机床厂出于定制化或差别化思索倾向于自产便宜,但转动功效部件基本全部外采,伴随机床产业晋级转动功效部件需求持续增长的确定性较强。


3、人形机器人中的使用:人形机器人的实行器分为液压机构和电机机构两种方案。液压机构固然功能较好,但本钱和维护本钱较高,现在使用较少。电机方案是如今的主流选择,行星滚柱丝杠承载力强,是人形机器人线性实行器的中心部件,用于完成机器人枢纽的准确控制。外洋的特斯拉、德国慕尼黑大学的 LOLA 机器人,国内理工华汇、开普勒接纳了这一武艺路途。


对滚珠丝杠而言,从举世市场看,日本和欧洲滚珠丝杆企业占约70% 的市场份额,CR5 约占市场份额46%,亚太是主要使用地区,市场份额为 49.46%(智研扣问数据),主要滚珠丝杠厂商有日本企业 NSK、THK,德国博世力士乐、舍弗勒,瑞典 Ewellix等。国内转动部件制造厂商浩繁,但产物会合于中低端市场,工艺水平较外洋存在差距,国内厂商包含中国台湾的 HIWIN、银泰等,以及中国大陆的南京工艺、秦川机床等。单看中国市场,依据金属加工群众号信息,国内转动功效部件的高端市场,日本、欧洲企业算计市场份额高达 90%,中国大陆、中国台湾企业市场份额各约5%,高端市场格式相对会合;在国内转动功效部件的中低端市场,中国大陆厂商的市场份额约 30%。


对行星滚柱丝杠而言,现在国熟手星滚柱丝杠市场主要被外洋厂商占据,外洋龙头制造商瑞士Rollvis、瑞士GSA和瑞典Ewellix的市场份额占比分散为26%、26%、14%。国内企业行家星滚柱丝杠的中心武艺方面与外洋企业存在一定差距,但在导程精度、最大动载荷、最大静载荷等功能方面正在渐渐追逐,国熟手星滚柱丝杠厂商算计市场份额占比为19%。


外洋丝杠典范企业

1、舍弗勒舍弗勒的滚珠丝杠和行星滚柱丝杠产物广泛使用于汽车、半导体、产业机器人及主动化、石化等多个范畴。


舍弗勒团体使用其模具制造部分的精密机器加工才能,于2009年开头批量消费滚柱丝杠驱动产物,这标志着公司在底盘范畴提高新朝向的开头。滚柱丝杠已成为很多底盘使用的紧张构成局部。


2022年,舍弗勒团体收买了Ewellix公司,这是一家举世抢先的驱动和线性活动处理方案制造商和需求商。Ewellix的到场为舍弗勒行星滚柱丝杠部分增加了紧张动力,使其拥有了统筹种种功能和规格的较完备滚柱丝杠产物矩阵。


2、SKF(斯凯孚)于1907 年在瑞典哥德堡创建,如今在举世轴承制造与创新范畴居举世抢先位置,在努力于轴承、密封件和光滑体系的开发、计划和制造的同时,提供机器形态评价、可靠性工程计划和再制造办事,为客户提供全生态一站式办事。

现在 SKF 丝杠系列产物主要包含精密轧制滚珠丝杠、研磨滚珠丝杠和滚柱丝杠。


3、NSK建立于 1916 年,是日本首家也是日本最大的轴承制造商,NSK 使用消费轴承磨炼出的精密加工武艺,展开产业机器轴承、精密机器及零部件以及汽车轴承和组件业务。


在滚珠丝杠消费中,NSK 现在在举世市场占据率第二,研发水平与产物优秀性居天下前沿。主要使用场景为机床、注塑机、平凡机器,也有半导体及液晶的制造安装等特别工况。在研发与产物更新上,NSK 举世首创开发射用于 EV?殽杂动力汽车的能量回生协同制动体系用低摩擦力矩滚珠丝杠,研发射天下最大的高负载才能的超大型滚珠丝杠。


4、THK建立于1971 年,2010 年开设中国研发中央。为天下首家经过转动交往开发直线活动办法的公司,也是成为天下上第一家开发了直线活动(LM)导轨并使之商业化的公司。现在是举世最大滚珠丝杠厂商。


5、HIWIN创建于 1989 年,2009 年在中国台湾证券买卖所挂牌上市,现在以前成为举世范围内传动控制产物与体系科技产物的专业制造者。HIWIN丝杠提供多种精度品级,满意不同使用需求,精密品级以JIS C0-C7为主。


6、Rexroth从属于博世力士乐团体,是一家主要消费液压体系、缓速机、电控武艺以及机电一体化产物的大型产业品公司。在线性传动武艺范畴,Rexroth 提供直线导轨、滚珠和滚柱丝杠、丝杠传动安装、电动缸和直线活动模组等产物,其滚柱丝杠产物是在近 10 年内推出的新产物,接纳轧制成型武艺以满意寻求更高经济性的客户需求,但在有高精度和高寿命要求的场景下无法使用。 主要产物是 PLSA 行星滚柱丝杠传动体系,也用于其消费的机电作动器,但产物可供选择的直径范围较小,产物系列全盘性相较于舍弗勒和 SKF 有一定差距。


7、Moog建立于美国的慕格是举世精密活动控制体系的抢先集成商,主要办事于航空航天、国防、产业消费范畴。在产业机器方面,慕格可提供电机、伺服阀、电动态压泵安装、丝杠等系列产物。此中,丝杠干系产物有滚珠丝杠、行星滚柱丝杠以及倒置滚柱丝杠,在消费和计划定制化高精度行星滚柱丝杠范畴有凌驾三十年的履历。其提供多种直径、多种截距、多种长度选择,同时具有高负载、高启动速率的行星滚柱丝杠。其消费的丝杠主要用于金属成形与冲压机器,尚未针对人形机器人等消费自用滚柱丝杠。


国内丝杠典范企业

国内现在的丝杠制造商体量偏小,产物主要以中低端为主。新竞争者纷繁入围,行业可能进入高质量提高阶段。


1、汉江机床汉江机床是国度第三个五年方案时期兴修的三线建立重点工程之一,机器产业大型主干企业,国内螺纹磨床主导企业。公司主营产物包含机床与转动功效部件,转动功效部件滚珠丝杠副、转动直线导轨副、转动导轨块、滚珠花键、滚珠导套、精密十字事情台、自锁器、线性模组、精密滚柱交织导轨副、精密滚针交织导轨副等,具有 50 年的计划制造履历,拥有规格、数目、精度完全的转动功效部件加工装备 和行业优秀的螺纹检测仪器、转动直线导轨综合精度检测仪,具有年产各种滚珠丝杠 20 万副、滚珠直线导轨10 万米的消费才能。


2、南京工艺南京工艺在转动功效部件范畴具有 70 年的研讨制造汗青,产物为高速、高精中高等数控机床大批量配套,推进了国产转动功效部件的提档晋级和交换入口。


南京工艺现在产物包含转动导轨、滚珠丝杠、转动花键、行星滚柱丝杠、数控精密事情台等。


3、鼎智科技(江苏雷利)建立于 2008 年,是以微特电机为主要构成的定制化精密活动控制处理方案提供商。现在,公司主要产物包含线性实行器、殽杂式步进电机、直流电机等,广泛使用于医疗器具范畴,以及机器人、精密电子装备等产业主动化范畴。


公司线性实行器包含滑动丝杠线性实行器、滚珠丝杠线性实行器和永磁电机线性实行器。公司的丝杆螺母现在完全自主消费,包含计划、工艺、模具、注塑等,在听从、杂音等方面国内抢先。公司的微型行星滚柱丝杆的研发与消费上已有里程碑式告竣。


4、广东凯特精密机器建立于 1993 年,公司产物包含直线模组、直线导轨、钳制器、滚珠丝杠等,具有二十多年的行业制造履历。


5、山东博特精工前身是山东济宁丝杠厂,始建于一九六六年,国度高新武艺企业,国内转动功效部件主干专业化消费厂。公司具有 50 多年的制造履历,不休努力于转动功效部件的研讨与消费,是我国转动功效部件标准(滚珠丝杠副、直线导轨副)主要草拟单位,国度高速主轴标准主要草拟单位,国度滚珠丝杠副标准事情组组长单位,中国机床东西产业协会副理事长单位。

公司主要产物包含滚珠丝杠、直线导轨、CNC 事情台、电主轴、机器主轴、动态压主轴、梯形丝杠等。公司精密主轴、主轴单位市场占据率举国第一位,滚珠丝杠副市场占据率居举国前三位,梯形丝杠为举国唯一部优产物。“高速精密电主轴”、“高速精密滚珠丝杠副”被科技部认定为“国度级火把方案重点新产物”。


6、秦川机床机床东西行业的龙头主干企业,具有高精度螺纹磨床消费才能;依托优秀机床,先公布局高精度转动丝杠及导轨消费,竞争上风明显。


7、恒立液压建立于 2005 年,液压行业龙头企业,液压油缸发迹,多维布局油缸、铸件、液压产业。公司从液压油缸制造提高成为涵盖高压油缸、高压柱塞泵、液压多路阀、产业阀、液压体系、液压测试台及高精密液压铸件等产物研发和制造的大型综合性企业。


2021 年,公司定增募资不凌驾 50 亿元,此中 14 亿元投向线性驱动器项目。该项目达产后将构成年产 10.4 万根标准滚珠丝杆电动缸、4500 根重载滚珠丝杆电动缸、750 根行星滚柱丝杆电动缸、10 万米标准滚珠丝杆和 10 万米重载滚珠丝杆的消费才能。


8、贝斯特建立于 1997 年,主业务务为研发、消费及贩卖各种精密零部件及工装夹具产物。2022 年设立全资子公司“无锡宇华精机仅限公司”,全盘布局直线转动功效部件,主营产物包含高精度滚珠丝杠副、高精度转动导轨副等,对准高端机床范畴、半导体装备产业、主动化产业三大市场举行大力开发。


9、长盛轴承建立于 1995 年,公司是专门从事自光滑轴承的研发、消费和贩卖的高新武艺企业。比年来,长盛轴承在滚珠丝杠范畴也取得了明显的历程,滚珠丝杠业务成为公司新的亮点。长盛轴承的滚珠丝杠产物主要使用于商用车变速箱、乘用车制动、转向及驻车体系。


10、恒而达建立于 1995 年,是切削东西范畴头部公司,主要从事金属切削东西及配套智能数控装备、高精度转动部件的研发、消费和贩卖。公司的重型模切东西产物在国际及国内市场占据率第一;锯切东西产物功能精良,到达或高于国际、国度标准,是双金属带锯条范畴的主要消费企业。


由于金属热处理和加工工艺存在同源性,公司依托多年制造履历切入高精度转动功效部件消费,高精度直线导轨已迈入产业化历程,并持续开发滚珠丝杠等工件消费线。


11、南方精工南方精工是一家专业从事传动范畴轴承及其干系零部件的制造和研发的公司。公司主要消费滚针轴承、单向离合器和单向滑轮总成,其系列产物已为多家天下500 强企业以及举世诸多出名公司配套。公司滚珠丝杠产物现在主要用于汽车行业。


12、汇川武艺创建于 2003 年,专注于产业主动化控制产物的研发、消费和贩卖,定 位办事于高端装备制造商。2023 年 5 月,汇川武艺正式完成对韩国 SBC Linear Co., Ltd.的收买,该公司产物主要包含:滚珠直线导轨(Ball Guide)、滚柱直线导轨(Roller Guide)、轧制丝杠和搬运用滑轨,产物在精度坚持性、噪声、刚性等目标居于行业前线。


13、五洲新春主要消费轴承及汽车配件等高端精密零部件。公司主要产物包含轴承、轴承套圈、风电滚子、汽车配件等产物,公司也具有丝杠螺母制造才能。已告捷研发 RV 缓速器轴承及谐波缓速器柔性轴承,并送样着名机器人缓速器企业。已告捷研发丝杆螺母转向体系轴承组件,具有消费滚珠丝杆体系配件的才能。产物主要使用于新动力汽车转向体系、电子刹车和驻车体系、变速箱和主动悬架体系等。

14、新剑传动建立于1999年,主业务务是为半导体通讯、盘算机、电子、汽车、工程机器、人机协作及办事机器人等行业提供蜗轮、蜗杆传动部件和精密零部件产物。2005年建立研发中央,2015年建立研发中央(上海)实行室分部,研发朝向为机器传动武艺和人工智能使用集成武艺。

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行星滚柱丝杠电动缸产线系列产物是公司最新研发,2022 年批量化消费的产物, 该产物是省级首台套,交换入口卡脖子工程,将成为液压驱动、滚珠丝杠电动缸的将来武艺主力交换方案,广泛使用于汽车、人形机器人等行业。公司建有国熟手星滚柱丝杠首条批量化消费线,2022 年 3 月批量化消费,已具有 350 万套的批量化消费才能,并且在汽车行业首优秀行了使用。


15、宁波慈兴2018 年慈兴团体设立宁波慈兴汽车轴承与滚珠丝杆研讨院,中心研讨开发朝向为高端汽车轴承、新动力汽车用轴承、车用滚珠丝杆组件等。2022 年公司年产能为6亿套轴承,500万只滚珠丝杠。


参考材料:

1、代价量与壁垒较高,国内企业纷繁布局,财通证券

2、眷注产物迭代和国产化,加工装备和刀具同步获益,申银万国

3、奇点时候,丝杠崛起,华创证券

4、精密传动部件机器人中必不成少,国产交换蓄势待发,长江证券

5、人形机器人带来新机会,丝杆行业国产交换增速举行,国泰君安证券

6、精密仪器传动之冠,广发证券

7、人形机器人掀开市场空间,丝杠迎国产化新机会,东北证券

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