絲杠產品作為人形機器人關節活動的關鍵結構,其融合了螺母、精密滾柱與絲桿等組件,可實現旋轉動力向精準直線運動的轉化機制。這一機制廣泛分布于人形機器人身體的各大活動部位,如大臂、小臂、腿部等,為其靈活操作與穩定行走提供了堅實的動力基礎。
在絲杠的多樣形態中,根據其構造與工作原理的不同,可細分為滾柱式、滾珠式及滑動式三大類。尤為值得一提的是反向式行星滾柱絲杠,它以卓越的承載能力、緊湊的體積設計、超高的精度表現以及長久的使用壽命,成為了人形機器人領域中的首選結構。然而,行星滾柱絲杠的制造之路并非坦途,其核心挑戰在于螺母內部復雜螺紋的精密磨削工藝上。這一環節不僅考驗著制造商的技術實力,更是對制造精度的極限挑戰。當前,行業內普遍采用“車削先行,磨削跟進”的生產策略,即首先通過車削工藝將原材料初步加工至一定精度,隨后利用專門的絲桿磨床,歷經粗磨至精磨的精細過程,直至達到嚴苛的尺寸要求。
值得注意的是,盡管粗加工階段(如車削、銑削)對精度的要求相對較低,操作相對直接,但真正的技術瓶頸與難點卻隱藏在后續的精磨環節中。特別是針對螺母這一薄壁且結構復雜的部件,其內部螺紋的精磨不僅需要極高的穩定性控制,以應對砂輪磨削時因傾角調整而產生的微妙變化,還需保護脆弱的螺母壁,避免任何可能的損傷。這一系列高難度的操作要求,使得內螺紋的精磨加工成為了整個生產流程中最為關鍵且難以攻克的技術壁壘。
根據新思界產業研究中心發布的
《2024年全球及中國人形機器人絲杠產業深度研究報告》顯示,自20世紀50年代末,中國便開啟了程控機床和數控機床核心部件之一——滾珠絲杠副的研究之旅。歷經數十年的發展,國內涌現出如南京工藝、山東博特等企業,它們已經具備了研發和生產高精度絲杠的能力。然而,由于在高精密絲杠領域的起步較晚,與國際先進水平相比,國內廠商在數量、產品多樣性和工藝技術上仍存在一定差距,導致中高端市場長期被外資企業所主導。
但近年來,隨著智能制造和機器人技術的飛速發展,特別是在在線控制動、人形機器人等新興技術領域的推動下,中國企業在高精密滾珠絲杠和滾柱絲杠市場的布局開始加速。五洲新春、貝斯特、北特科技、恒力液壓、新劍傳動等企業紛紛加入這一領域,展現出國產替代的強勁勢頭。預計2025年和2029年全球人形機器人絲杠市場規模分別有望達到1.38億元和87.27億元,4年復合增速高達181%。
人形機器人量產后對降本要求提高,國內企業有望憑借低成本、技術迭代快等優勢實現國產替代。新思界
行業分析人士表示,當前,人形機器人領域中,絲杠的制造技術瓶頸主要集中在其內螺紋的精密加工技術上。一旦在這一環節取得技術突破并實現大規模生產,機器人制造商可能會將關注點轉移到如何通過規模化生產來降低成本,這將對供應鏈的成本管理能力和產品的合格率提出更高的要求。與國際競爭對手相比,國內人形機器人絲杠制造商在人力成本、國產設備價格以及工藝更新速度等方面擁有明顯優勢。預計在未來,本土企業將抓住人形機器人產業化的機遇,迅速推動國產化進程。