2022年奧普光電研究報(bào)告 國(guó)內(nèi)光柵編碼器龍頭企業(yè)-新品蓄勢(shì)迎業(yè)績(jī)拐點(diǎn)

2022年奧普光電研究報(bào)告國(guó)內(nèi)光柵編碼器龍頭企業(yè)_新品蓄勢(shì)迎業(yè)績(jī)拐點(diǎn)核心觀點(diǎn)：光柵編碼器是數(shù)控機(jī)床的重要測(cè)量元件，對(duì)加工精度起決定性作用。光柵編碼器主要用于直線位移或者角位移的檢測(cè)，如果將機(jī)床控制系統(tǒng)比作高端裝備的“大腦”，那么光柵尺相當(dāng)于“眼睛”，它在控制系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，直接關(guān)系到機(jī)床加工的精度。絕對(duì)式光柵編碼器效率更高、可靠性更強(qiáng)，將逐步取代增量式光柵編碼器，成為主流發(fā)展趨勢(shì)。近兩年國(guó)內(nèi)外高端數(shù)控機(jī)床，基本全部采用絕對(duì)式光柵尺，應(yīng)用前景非常廣闊。以五軸數(shù)控機(jī)床為例，三個(gè)直線軸和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸需對(duì)應(yīng)配套三個(gè)光柵尺和兩個(gè)角度編碼器。01、光柵編碼器：高精度位移測(cè)量器件，下游應(yīng)用廣闊1.1、光柵編碼器：高精度位移測(cè)量器件光柵測(cè)量技術(shù)在精密測(cè)量領(lǐng)域占據(jù)重要地位：從上個(gè)世紀(jì)50年代至70年代，柵式測(cè)量系統(tǒng)從感應(yīng)同步器發(fā)展到光柵、磁柵、容柵和球柵。由于光柵測(cè)量系統(tǒng)的綜合技術(shù)性能優(yōu)于其他4種，而且制造費(fèi)用又比感應(yīng)同步器、磁柵、球柵低，因此光柵發(fā)展得最快，技術(shù)性能最高，市場(chǎng)占有率最高，產(chǎn)業(yè)最大。據(jù)《絕對(duì)式光柵傳感器關(guān)鍵技術(shù)的研究》，目前光柵測(cè)量系統(tǒng)在整個(gè)測(cè)量領(lǐng)域里市場(chǎng)份額可以占到80%以上。相比激光測(cè)量，光柵常數(shù)受環(huán)境影響小，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，在實(shí)際生產(chǎn)中更加實(shí)用。光柵尺是利用光柵的光學(xué)原理工作的測(cè)量反饋裝置，主要用于測(cè)量直線位移。光柵尺以高精度長(zhǎng)光柵為位移基準(zhǔn)，以光柵莫爾條紋為技術(shù)基礎(chǔ)，使用光電傳感器將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電學(xué)信號(hào)，通過(guò)對(duì)電學(xué)信號(hào)進(jìn)行處理，最終得到位置信息1.2、絕對(duì)式編碼器效率更優(yōu)，將成為未來(lái)主流發(fā)展方向根據(jù)獲取位置的方式不同，光柵編碼器可以分為增量式和絕對(duì)式兩類。增量式：通過(guò)計(jì)算自參考點(diǎn)的增量脈沖信號(hào)的數(shù)量而獲得位置值的旋轉(zhuǎn)編碼器。增量式編碼器軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，有相應(yīng)的脈沖輸出，其旋轉(zhuǎn)方向的判別和脈沖數(shù)量的增減需借助后續(xù)的判向電路和計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。其計(jì)數(shù)起點(diǎn)可任意設(shè)定，并可以實(shí)現(xiàn)多圈的無(wú)限累加和測(cè)量。也可以每圈設(shè)置一個(gè)原點(diǎn)，作為參考機(jī)械零位。當(dāng)脈沖數(shù)已固定，而需要提高分辨力時(shí)，可利用90°相位差的AB兩路信號(hào)，對(duì)原脈沖數(shù)進(jìn)行倍頻。增量式編碼器在斷電后恢復(fù)上電時(shí)，必須重新確定原點(diǎn)。1.3、光柵編碼器性能優(yōu)越，在自動(dòng)化控制、測(cè)量領(lǐng)域廣泛應(yīng)用光柵編碼器性能優(yōu)越，下游應(yīng)用日益豐富：編碼器具有體積小、分辨能力高、承載能力高、力矩小、耗能低、性能穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，作為一種高精度角位置測(cè)量器件，在自動(dòng)化控制、計(jì)量檢定等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。數(shù)控機(jī)床：光柵編碼器主要起到輔佐數(shù)控機(jī)床走刀精度的作用，是數(shù)控機(jī)床的閉環(huán)伺服系統(tǒng)的重要功能單元。在數(shù)控機(jī)床中常用于對(duì)刀具和工件的坐標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，來(lái)觀察和跟蹤走刀誤差，以起到一個(gè)補(bǔ)償?shù)毒叩倪\(yùn)動(dòng)誤差的作用。光柵編碼器在機(jī)床上除X、Y軸進(jìn)給電機(jī)控制應(yīng)用外，還有主軸用編碼器、刀架用編碼器、對(duì)刀用手持編碼器等。02、機(jī)床需求結(jié)構(gòu)升級(jí)+，雙重邏輯驅(qū)動(dòng)高端編碼器市場(chǎng)擴(kuò)容2.1、機(jī)床數(shù)控化勢(shì)在必行，五軸機(jī)床為當(dāng)前最稀缺品種機(jī)床是現(xiàn)代工業(yè)的重要基石，高端數(shù)控化勢(shì)在必行。機(jī)床是制造機(jī)器的機(jī)器，亦被稱為工業(yè)母機(jī)、工作母機(jī)或者工具機(jī)。數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問(wèn)題，是一種柔性的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床，代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。五軸數(shù)控機(jī)床為最高端品種，技術(shù)壁壘最高，稀缺性最強(qiáng)。據(jù)華經(jīng)情報(bào)網(wǎng)，我國(guó)機(jī)床按檔次可分為高檔機(jī)床（10%）、中檔機(jī)床（30%）和低檔機(jī)床（60%）。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)難度大、應(yīng)用廣，集計(jì)算機(jī)控制、高性能伺服驅(qū)動(dòng)和精密加工技術(shù)于一體，是衡量一個(gè)國(guó)家生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。機(jī)床軸的絕對(duì)數(shù)量并非衡量數(shù)控機(jī)床先進(jìn)程度的標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)在于聯(lián)動(dòng)軸數(shù)量。五軸聯(lián)動(dòng)是指機(jī)床基本的直線軸三軸X、Y、Z及附加的旋轉(zhuǎn)軸A、B、C中的兩軸，五個(gè)軸同時(shí)運(yùn)動(dòng)，任意調(diào)整刀具或工件的姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間復(fù)雜型面的加工。2.2、絕對(duì)式編碼器長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，禹衡光學(xué)推出國(guó)內(nèi)首款對(duì)標(biāo)產(chǎn)品國(guó)內(nèi)應(yīng)用仍以增量式光柵尺為主，絕對(duì)式光柵尺曾長(zhǎng)期依賴進(jìn)口：作為數(shù)控機(jī)床重要功能部件的光柵尺，目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多的是增量式光柵尺，在工作效率上增量式光柵尺相比于絕對(duì)式光柵尺還是有一定差距的，但絕對(duì)式光柵尺在國(guó)內(nèi)目前成熟的產(chǎn)品很少，大部分都需要進(jìn)口，使得我們?cè)谠擃I(lǐng)域長(zhǎng)期處于被動(dòng)狀態(tài)。供應(yīng)商主要包括德國(guó)海德漢（HEIDENHAIN）公司、西班牙發(fā)格（FAGOR）、英國(guó)雷尼紹（RENISHAW）公司，其中在金屬切削類全閉環(huán)數(shù)控機(jī)床中，封閉式玻璃載體絕對(duì)式光柵尺80%以上由海德漢公司占據(jù)，而且超高精的產(chǎn)品被西方國(guó)家列入限制出口的產(chǎn)品目錄，對(duì)我國(guó)的購(gòu)買進(jìn)行嚴(yán)格控制。光柵編碼器方面，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手還有日本多摩川等廠家。2.3、中國(guó)為全球最大機(jī)床產(chǎn)銷國(guó)，國(guó)內(nèi)機(jī)床行業(yè)“大而不強(qiáng)”中國(guó)已經(jīng)成為世界第一大機(jī)床產(chǎn)銷國(guó)，市場(chǎng)廣闊。據(jù)德國(guó)機(jī)床制造商協(xié)會(huì)，從供給市場(chǎng)來(lái)看，2020年全球機(jī)床行業(yè)產(chǎn)值為578億歐元，其中中國(guó)機(jī)床行業(yè)產(chǎn)值為169.5億歐元，在全球市場(chǎng)中占據(jù)份額為29%；從需求市場(chǎng)來(lái)看，2020年全球機(jī)床行業(yè)消費(fèi)額為573億歐元，其中中國(guó)消費(fèi)額為186.1億歐元，在全球需求市場(chǎng)中占據(jù)份額為32%。中國(guó)機(jī)床行業(yè)目前大而不強(qiáng)。全球范圍內(nèi)的主要機(jī)床制造大國(guó)包括德國(guó)、日本、美國(guó)、中國(guó)等。德國(guó)、日本、美國(guó)等先進(jìn)國(guó)家企業(yè)起步較早，目前在技術(shù)水平、品牌價(jià)值等方面仍居明顯優(yōu)勢(shì)地位。其中，德國(guó)重視數(shù)控機(jī)床和配套件的高、精、尖和實(shí)用性，各種功能部件研發(fā)生產(chǎn)高度專業(yè)化，在質(zhì)量、性能上位居世界前列；日本重點(diǎn)發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)，機(jī)床企業(yè)注重向上游材料、部件布局，一體化開發(fā)核心產(chǎn)品；美國(guó)在數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)、制造和基礎(chǔ)科研方面具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。中國(guó)機(jī)床行業(yè)起步晚，處于跟跑狀態(tài)，但在政策加持下整體發(fā)展迅速。03、禹衡光學(xué)：國(guó)內(nèi)光柵編碼器龍頭企業(yè)，新品蓄勢(shì)迎業(yè)績(jī)拐點(diǎn)3.1、核心優(yōu)勢(shì)一：光柵領(lǐng)域積累深厚，國(guó)家四項(xiàng)重大專項(xiàng)均落戶禹衡深耕光電編碼器領(lǐng)域五十余年，技術(shù)經(jīng)驗(yàn)沉淀深厚。奧普光電控股子公司禹衡光學(xué)（控股65%）前身是始建于1965年的長(zhǎng)春第一光學(xué)儀器廠，作為中國(guó)最早的光電編碼器及光學(xué)儀器專業(yè)制造商，禹衡光學(xué)的歷史濃縮著中國(guó)光電編碼器工業(yè)化的發(fā)展史。從1967年中國(guó)第一臺(tái)工業(yè)編碼器、1984年第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)機(jī)床編碼器、1986年第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)電梯編碼器到如今國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的高端傳感器系列，禹衡光學(xué)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)包括金屬光柵角度編碼器、絕對(duì)式光柵尺、旋轉(zhuǎn)變壓器、角度編碼器、齒輪編碼器及常規(guī)編碼器的多原理多系列產(chǎn)品，產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域包括航空航天、機(jī)床、電梯、伺服電機(jī)、機(jī)器人、軍工、醫(yī)療等多行業(yè)。主導(dǎo)產(chǎn)品光柵編碼器已通過(guò)歐盟RoHS檢測(cè)、CE認(rèn)證、防爆認(rèn)證及軍工產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等多項(xiàng)權(quán)威認(rèn)證，并大量出口至美國(guó)、德國(guó)、日本、俄羅斯等國(guó)家。3.2、核心優(yōu)勢(shì)二：絕對(duì)式產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)國(guó)際先進(jìn)、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，高技術(shù)壁壘鑄就護(hù)城河2019年推出JFT系列絕對(duì)式光柵尺，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。該系列于2016年立項(xiàng)，是禹衡光學(xué)在承擔(dān)了國(guó)家科技專項(xiàng)中全部三項(xiàng)有關(guān)光柵位移傳感器項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，總結(jié)客戶及市場(chǎng)需求，通過(guò)“四個(gè)創(chuàng)新”—?jiǎng)?chuàng)新采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的游標(biāo)碼加M序列編解碼技術(shù)；創(chuàng)新采用全陣列掃描技術(shù)；創(chuàng)新采用大面積平行藍(lán)光技術(shù)照明系統(tǒng)；創(chuàng)新采用實(shí)時(shí)效驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高分辨率、高響應(yīng)頻率、高抗干擾性、高抗污染性及高可靠性。在測(cè)量精度上，已經(jīng)達(dá)到準(zhǔn)確度±3μm/m;重復(fù)性±0.2μm;分辨力0.01μm，完全滿足高檔數(shù)控機(jī)床高精度加工的需要，主要性能指標(biāo)達(dá)到了國(guó)際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平和國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。3.3、核心優(yōu)勢(shì)三：對(duì)比優(yōu)勢(shì)明顯，有望迅速搶占國(guó)內(nèi)高端市場(chǎng)扎根機(jī)床領(lǐng)域多年，核心客戶資源優(yōu)勢(shì)明顯。公司與下游機(jī)床及機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域客戶長(zhǎng)期保持深度合作，客戶包括華中數(shù)控、廣州數(shù)控、沈陽(yáng)機(jī)床、大連機(jī)床、科德數(shù)控、上海機(jī)床等。據(jù)奧普光電投資者關(guān)系活動(dòng)披露，公司與華中數(shù)控合作多維且深入，是國(guó)內(nèi)第一個(gè)打通國(guó)內(nèi)高端數(shù)控五軸機(jī)床的公司；與廣州數(shù)控的合作不止限于機(jī)床類，還有電機(jī)和機(jī)器人等；與沈陽(yáng)機(jī)床合作達(dá)幾十年，客戶粘性強(qiáng)。打通多款主流系列連接，