专精特新小巨人国内电主轴龙头昊志机电：收入利润双增长
【摘要】
昊志机电是国内电主轴龙头，收购Infranor 集团后产品梯队日益完善，现已成功掌握多项数控机床及机器人核心零部件技术。技术储备上，昊志已经具备大部分数控机床零部件量产能力，如电主轴、伺服驱动、伺服电机、运动控制系统。工业机器人零部件方面，公司谐波减速器具备量产能力，RV减速在研中。
工信部披露的专精特新小巨人名单中，上市公司部分已经达到近300家，但这并不意味着这300家小巨人都值得去投，我们依然需要优中选优，优选景气行业。本文，我们为你带来国内电主轴龙头——昊志机电。
昊志机电成立于2006 年，主营业务为高精密电主轴、转台及其零部件的研发设计，生产制造，售后维修。主要客户为机床制造商、机器人制造商及其终端用户，面向消费电子产品零部件、PCB、汽车、医疗设备、仓储物流等终端行业。
公司在2016 年成功开发了四轴及五轴力矩电机转台和谐波转台。2014 年公司开始研发机器人减速器，现已具备谐波减速器量产能力(RV 减速器在研中)。2019-2020年收购瑞士Infranor集团后，公司具备运动控制器、伺服电机、伺服驱动等运动控制领域的核心高端技术，标志着公司正在向数控机床及机器人核心零部件等高端领域迈进。公司现有百余种产品，近300位研发人员，493 项专利。
昊志现有及未来重点发力的产品主要配套数控机床及工业机器人，下游为消费电子、PCB、模具、五金、家具、汽车等行业产品的加工，产品品种系列齐全，应用领域广泛。
40%流向汽车行业，主要用于汽车车身、缸体、变速器、离合器、轴类等部件加工；15%流向电子行业，主要用于手机、笔记本、显示屏等外壳、PCB 版等部件加工。工业机器人下游消费中，28%流向汽车行业，主要用于冲压零件的上下料的搬运，焊接，车身涂装，总装环节中的涂胶，玻璃安装，搬运；24%流向电子行业，主要用于PCB板生产环节的分拣搬运和插件，包装及码垛。
技术储备上，昊志已经具备大部分数控机床零部件量产能力，如电主轴、伺服驱动、伺服电机、运动控制系统。工业机器人零部件方面，公司谐波减速器具备量产能力，RV减速在研中。
公司在机器人减速器、直线电机、高速风机、伺服系统、伺服电机和数控系统等新产品领域，不断加大研发投入力度，持续进行持产品的优化和升级，以不断满足下游行业的发展需求，提升公司的产品领先优势。
在减速器方面，公司目前已取得9项发明专利、5项实用新型专利，并有12项发明专利、正在申请过程中（其中9项发明专利处于实质审查阶段）。目前，公司生产的谐波减速器已经达到较高的精度及寿命标准，相关产品已开始实现批量销售。
在直线电机方面，公司目前已取得2项发明专利和9项实用新型专利，并有9项发明专利正在申请过程中（其中7项处于实质审查阶段）。
在高速风机方面，公司目前已申报了10项燃料电池空压机方面的发明专利（其中3项发明专利已获得授权，4项发明专利处于实质审查阶段）。报告期内，公司开发了多款两级压缩空压机和带涡轮能量回收功能的燃料电池空压机，已通过公司内部调试核验，并正在由客户进行试用。
同时，公司搭建了一套燃料电池空压机综合性能测试平台，能够实现自动化测试。目前公司的燃料电池空压机产品处于多家客户单件或小批量试用阶段。
在伺服系统、伺服电机和运动控制器方面，公司一方面不断加大瑞士Infranor集团新产品的开发力度，以不断提升其市场竞争力；另一方面不断推进境内研发团队与瑞士Infranor集团研发人员的交流、学习和合作，加快开发满足国内市场需求以及应用于公司转台、减速器模组等相关产品的伺服电机、伺服驱动和数控系统产品。
2020年，公司实现营业收入87,437.69万元，同比增长148.75%，其中主轴业务、转台等功能部件相关业务（含转台、直线电机、减速器、口罩机零部件）、运动控制产品（伺服驱动、伺服电机、运动控制器）、维修及零配件业务收入和其他业务收入占营业收入的比重分别为41.22%、19.30%、29.57%、9.83%和0.08%。其中，公司转台等功能部件相关业务（含转台、直线电机、减速器、口罩机零部件）实现销售收入16,875.55万元，较上年增长2,531.95%。
1）高端多轴数控机床升级之核心--转台
转台是三轴数控机床实现向四轴、五轴联动升级的必要部件。随着下游行业零件日益复杂，对加工精度、加工效率的要求越来越高，传统的数控机床已难以适应。数控机床正朝着高速度、高精度、复合化、柔性化、多轴联动、智能化的方向发展，为转台带来了良好的发展前景。
公司开发了空气静压转台、力矩电机转台和谐波转台，包括四轴（立式、卧式）、五轴（单臂、摇篮）等多个规格品种，用于复杂零件的复合加工、超精加工和超精检测。
力矩电机转台采用独创的大扭矩电机，额定扭矩较普通力矩电机大幅提升，并采用可靠稳定且反应速度快的夹紧机构，以及超高精度的绝对式编码器。公司的力矩电机转台（四轴转台）于2017 年被广东省高新技术企业协会认定为“广东省高新技术产品”。
公司的谐波转台配套公司自主研发的谐波减速器，具有更高的定位/重复定位精度、角刚性和使用寿命。2020年，公司转台产品实现销售收入5,044.37万元，较上年大幅增长870.19%，客户中包括配套美国苹果公司产业链等相关公司，用于智能手表等消费电子复杂零件的加工。
在客户开拓方面，公司已经与嘉泰数控、科益展、钶锐锶、德峰机电等客户建立了业务合作关系并已实现销售。创世纪、润星科技等客户已经完成对公司转台产品的测试，进入商务合作沟通阶段。长盈精密、东方亮彩等潜在客户正在对公司转台产品进行测试。
2)收购Infranor 集团，向数控机床核心部件全版图布局
收购Infranor 集团推进昊志产品模块化、一体化进程，增强核心竞争力。Infranor 集团是欧洲知名的工业自动化解决方案提供商，自1959 年以来一直专注于工业自动化领域。
其中Cybelec 瑞士和Cybelec 中国负责运动控制器产品的生产，Infranor 法国负责伺服驱动产品的生产，Mavilor 负责伺服电机产品的生产。集团其不仅可向客户提供从核心部件到整个控制系统的标准产品，还可为客户量身定制个性化的运动控制解决方案。
主要客户有：西门子，博士，ABB，可口可乐，劳力士，库卡，雪铁龙等。此外，公司于2020 年1 月完成对瑞士Infranor 集团的收购，将公司产品线进一步拓展至运动控制器、伺服电机和伺服驱动等运动控制领域核心产品。
结合公司自主研制了各类主轴、转台、谐波减速器、关节模组、直线电机、末端执行机构、摆头等产品，使公司在数控机床和工业机器人核心功能部件领域形成了较为完整的产品布局。
Infranor 具备五轴联动系统、伺服系统（包含伺服驱动、伺服电机）控制技术。
五轴联动是指在一台机床上至少有五个坐标轴（三个直线坐标和两个旋转坐标），而且可在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动进行加工。五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高，专门用于加工复杂曲面的机床。
伺服系统是数控机床的重要组成部分，根据物体的位置、方位、状态等输出，控制数控机床的进给和主轴。伺服系统决定了自动化机械的精度、控制速度和稳定性。运动控制系统、伺服系统作为核心竞争力，领域内海外龙头（运动控制系统：发那科、西门子；伺服系统：松下、安川、三菱）多为自主研发，建立技术壁垒，保证自身竞争力。
国产数控系统故障率是进口数控系统的2 倍，一方面受制于系统精度本身，另一方面是由于关键零部件工艺不足造成的。根据中国机床工具协会2015 年的测定,进口加工中心的MTBF 时间平均为2000 小时,国产加工中心平均为1100 小时。
减速器是机器人构成中重要的零部件，负责减速增距和保证精度，占工业机器人成本13%左右。工业机器人依靠伺服电机驱动，但伺服电机转速快、扭矩小与机器人关节所需要的转速慢、扭矩大矛盾。
伺服电机本身可以实现调速，但低频运转下容易发热和出现低频振动，无法保证工业机器人高精度工作。减速器可使伺服电机在一个合适的速度下运转，并精确地将转速降到工业机器人各部位需要的速度，提高机械体刚性的同时输出更大的力矩，提高重复定位精度，执行重复、精准的动作。
谐波减速器工作原理：马达轴（Motor）连接波发生器，机械手臂连接柔性齿轮圈的硬底座，因为柔性齿轮圈比刚性齿轮圈少N 个齿轮位，当波发生器转一圈，柔性齿轮圈移动N 个齿轮位可以达到很高的减速比。
RV 减速器工作原理：在外壳的内环圈内装有圆柱形的滚针（Pin），RV 齿轮的偏心运动引起滚针与摆线形RV 轮齿的啮合和脱离，产生多组RV 轮齿与滚针同时啮合，提高负载能力。
由于RV 齿数比滚针少１个数目，因此当偏心轴旋转一周时，如果固定外壳(Case)，则RV 齿轮与输入轴同向转１个齿的角度。输出端可以是传动轴（Shaft）或外壳。如果外壳固定，则传动轴为输出，输出为同方向。如果传动轴固定，外壳为输出，输出的方向恰好相反。更换固定和输出部件，可以得到不同的传动比。
谐波减速器适合小臂，RV 减速器适合大臂，互为补充。。一般情况下，一套六轴多关节机器人需要4 套RV 减速器和2 套谐波减速器；一套SCARA 机器人包含4 套谐波减速器；一套直角坐标机器人需要3 套RV 减速器和1 套谐波减速器；DELTA 机器人的电机安装在固定基座上，需要1 套谐波减速器。
公司已于2018 年研制出谐波减速器，现已临近配套期。公司于2014 年开始进行谐波减速器的研发，截至目前已经形成了6 大系列（DHSG、DCSG、DHS、DCS、DHD、DCD）、8 种规格（11、14、17、20、25、32、40、50）、6 大减速比（30、50、80、100、120、160）的双波、三波产品系列，并进一步开发了机器人关节模组、末端执行机构等相关产品。
此外，公司还正在进行RV 减速器的研发。产品的精度及寿命能够与世界一流品牌竞争，并荣获了“金手指奖2019 年中国国际机器人年度评选”之“创新产品奖”。
昊志机电谐波减速器最大的亮点之一是具有超高的传动精度及重复定位精度。以规格17 的为例，哈默纳科传动精度标准品可达1.5arc min 等于90 角秒，特殊品可达1arc min等于60 角秒，国产知名品牌120 角秒，而昊志机电产品传动精度标准为60 弧秒，单向重复定位精度小于10 角秒。
以爱普生SCARA G3-351mm 机器人为例：GS-351 机器人臂展350mm，重复定位精度±0.01mm。而谐波减速器达到10 角秒的单向重复定位精度，才能确保350mm 臂展机的重复定位精度达到0.017mm。
所以，在不对机器人进行校准标定的前提下，G3-351 机器人要确保±0.01mm 的重复定位精度，谐波减速器单向重复定位精度就必须要保证小于10 角秒。
在客户拓展方面，公司已经与广州数控、大研机器人、深圳华盛控等数十家客户建立业务合作关系并已形成少量销售。此外，公司正在开拓重点客户包括埃斯顿、珞石、拓斯达等潜在客户，处于产品测试阶段。一般通过主机厂测试并进入配套环节需要2-3 年时间，公司于2018 年成功研发谐波减速器，现与客户的测试已处于后期，预计2021 年上半年公布结果，2021 年公司谐波减速器销量有望迎来新机遇。其中，公司在2021年1 月已入选埃斯顿的备选供应商名单。
参考资料：
招商证券-昊志机电-300503-下游复苏，布局高端零部件多年始发力-210301
天风证券-昊志机电-300503-Q1收入利润双增长，期待新兴业务放量-210503
本报告由研究助理协助资料整理，由投资顾问撰写。投资顾问：黄波（登记编号：A0740620120007）