2022年奧普光電研究報告 國內(nèi)光柵編碼器龍頭企業(yè)-新品蓄勢迎業(yè)績拐點

2022年奧普光電研究報告國內(nèi)光柵編碼器龍頭企業(yè)_新品蓄勢迎業(yè)績拐點核心觀點：光柵編碼器是數(shù)控機(jī)床的重要測量元件，對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，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。近兩年國內(nèi)外高端數(shù)控機(jī)床，基本全部采用絕對式光柵尺，應(yīng)用前景非常廣闊。以五軸數(shù)控機(jī)床為例，三個直線軸和兩個旋轉(zhuǎn)軸需對應(yīng)配套三個光柵尺和兩個角度編碼器。01、光柵編碼器：高精度位移測量器件，下游應(yīng)用廣闊1.1、光柵編碼器：高精度位移測量器件光柵測量技術(shù)在精密測量領(lǐng)域占據(jù)重要地位：從上個世紀(jì)50年代至70年代，柵式測量系統(tǒng)從感應(yīng)同步器發(fā)展到光柵、磁柵、容柵和球柵。由于光柵測量系統(tǒng)的綜合技術(shù)性能優(yōu)于其他4種，而且制造費用又比感應(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，市場占有率最高，產(chǎn)業(yè)最大。據(jù)《絕對式光柵傳感器關(guān)鍵技術(shù)的研究》，目前光柵測量系統(tǒng)在整個測量領(lǐng)域里市場份額可以占到80%以上。相比激光測量，光柵常數(shù)受環(huán)境影響小，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，在實際生產(chǎn)中更加實用。光柵尺是利用光柵的光學(xué)原理工作的測量反饋裝置，主要用于測量直線位移。光柵尺以高精度長光柵為位移基準(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)信號轉(zhuǎn)化為電學(xué)信號，通過對電學(xué)信號進(jìn)行處理，最終得到位置信息1.2、絕對式編碼器效率更優(yōu)，將成為未來主流發(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式兩類。增量式：通過計算自參考點的增量脈沖信號的數(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，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)的判向電路和計數(shù)器來實現(xiàn)。其計數(shù)起點可任意設(shè)定，并可以實現(xiàn)多圈的無限累加和測量。也可以每圈設(shè)置一個原點，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，可利用90°相位差的AB兩路信號，對原脈沖數(shù)進(jìn)行倍頻。增量式編碼器在斷電后恢復(fù)上電時，必須重新確定原點。1.3、光柵編碼器性能優(yōu)越，在自動化控制、測量領(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，作為一種高精度角位置測量器件，在自動化控制、計量檢定等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。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)床中常用于對刀具和工件的坐標(biāo)進(jìn)行檢測，來觀察和跟蹤走刀誤差，以起到一個補(bǔ)償?shù)毒叩倪\(yùn)動誤差的作用。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、對刀用手持編碼器等。02、機(jī)床需求結(jié)構(gòu)升級+，雙重邏輯驅(qū)動高端編碼器市場擴(kuò)容2.1、機(jī)床數(shù)控化勢在必行，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題，是一種柔性的、高效能的自動化機(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)情報網(wǎng)，我國機(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)動數(shù)控技術(shù)難度大、應(yīng)用廣，集計算機(jī)控制、高性能伺服驅(qū)動和精密加工技術(shù)于一體，是衡量一個國家生產(chǎn)設(shè)備自動化技術(shù)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。機(jī)床軸的絕對數(shù)量并非衡量數(shù)控機(jī)床先進(jìn)程度的標(biāo)準(zhǔn)，重點在于聯(lián)動軸數(shù)量。五軸聯(lián)動是指機(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，五個軸同時運(yùn)動，任意調(diào)整刀具或工件的姿態(tài)，實現(xiàn)對空間復(fù)雜型面的加工。2.2、絕對式編碼器長期依賴進(jìn)口，禹衡光學(xué)推出國內(nèi)首款對標(biāo)產(chǎn)品國內(nèi)應(yīng)用仍以增量式光柵尺為主，絕對式光柵尺曾長期依賴進(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式光柵尺還是有一定差距的，但絕對式光柵尺在國內(nèi)目前成熟的產(chǎn)品很少，大部分都需要進(jìn)口，使得我們在該領(lǐng)域長期處于被動狀態(tài)。供應(yīng)商主要包括德國海德漢（HEIDENHAIN）公司、西班牙發(fā)格（FAGOR）、英國雷尼紹（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)品被西方國家列入限制出口的產(chǎn)品目錄，對我國的購買進(jìn)行嚴(yán)格控制。光柵編碼器方面，競爭對手還有日本多摩川等廠家。2.3、中國為全球最大機(jī)床產(chǎn)銷國，國內(nèi)機(jī)床行業(yè)“大而不強(qiáng)”中國已經(jīng)成為世界第一大機(jī)床產(chǎn)銷國，市場廣闊。據(jù)德國機(jī)床制造商協(xié)會，從供給市場來看，2020年全球機(jī)床行業(yè)產(chǎn)值為578億歐元，其中中國機(jī)床行業(yè)產(chǎn)值為169.5億歐元，在全球市場中占據(jù)份額為29%；從需求市場來看，2020年全球機(jī)床行業(yè)消費額為573億歐元，其中中國消費額為186.1億歐元，在全球需求市場中占據(jù)份額為32%。中國機(jī)床行業(yè)目前大而不強(qiáng)。全球范圍內(nèi)的主要機(jī)床制造大國包括德國、日本、美國、中國等。德國、日本、美國等先進(jìn)國家企業(yè)起步較早，目前在技術(shù)水平、品牌價值等方面仍居明顯優(yōu)勢地位。其中，德國重視數(shù)控機(jī)床和配套件的高、精、尖和實用性，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；美國在數(shù)控機(jī)床設(shè)計、制造和基礎(chǔ)科研方面具有較強(qiáng)的競爭力。中國機(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)：國內(nèi)光柵編碼器龍頭企業(yè)，新品蓄勢迎業(yè)績拐點3.1、核心優(yōu)勢一：光柵領(lǐng)域積累深厚，國家四項重大專項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年的長春第一光學(xué)儀器廠，作為中國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)的歷史濃縮著中國光電編碼器工業(yè)化的發(fā)展史。從1967年中國第一臺工業(yè)編碼器、1984年第一臺國產(chǎn)機(jī)床編碼器、1986年第一臺國產(chǎn)電梯編碼器到如今國內(nèi)領(lǐng)先的高端傳感器系列，禹衡光學(xué)已經(jīng)實現(xiàn)包括金屬光柵角度編碼器、絕對式光柵尺、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歐盟RoHS檢測、CE認(rèn)證、防爆認(rèn)證及軍工產(chǎn)品實驗驗證等多項權(quán)威認(rèn)證，并大量出口至美國、德國、日本、俄羅斯等國家。3.2、核心優(yōu)勢二：絕對式產(chǎn)品實現(xiàn)國際先進(jìn)、國內(nèi)領(lǐng)先，高技術(shù)壁壘鑄就護(hù)城河2019年推出JFT系列絕對式光柵尺，填補(bǔ)國內(nèi)空白。該系列于2016年立項，是禹衡光學(xué)在承擔(dān)了國家科技專項中全部三項有關(guān)光柵位移傳感器項目的基礎(chǔ)上，總結(jié)客戶及市場需求，通過“四個創(chuàng)新”—創(chuàng)新采用具有自主知識產(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)新采用實時效驗技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實現(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)到了國際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平和國內(nèi)領(lǐng)先水平。3.3、核心優(yōu)勢三：對比優(yōu)勢明顯，有望迅速搶占國內(nèi)高端市場扎根機(jī)床領(lǐng)域多年，核心客戶資源優(yōu)勢明顯。公司與下游機(jī)床及機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域客戶長期保持深度合作，客戶包括華中數(shù)控、廣州數(shù)控、沈陽機(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)系活動披露，公司與華中數(shù)控合作多維且深入，是國內(nèi)第一個打通國內(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，