2022年奧普光電研究報告 國內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：光柵編碼器是數控機床的重要測量元件，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，如果將機床控制系統(tǒng)比作高端裝備的“大腦”，那么光柵尺相當于“眼睛”，它在控制系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，直接關系到機床加工的精度。絕對式光柵編碼器效率更高、可靠性更強，將逐步取代增量式光柵編碼器，成為主流發(fā)展趨勢。近兩年國內外高端數控機床，基本全部采用絕對式光柵尺，應用前景非常廣闊。以五軸數控機床為例，三個直線軸和兩個旋轉軸需對應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在精密測量領域占據重要地位：從上個世紀50年代至70年代，柵式測量系統(tǒng)從感應同步器發(fā)展到光柵、磁柵、容柵和球柵。由于光柵測量系統(tǒng)的綜合技術性能優(yōu)于其他4種，而且制造費用又比感應同步器、磁柵、球柵低，因此光柵發(fā)展得最快，技術性能最高，市場占有率最高，產業(yè)最大。據《絕對式光柵傳感器關鍵技術的研究》，目前光柵測量系統(tǒng)在整個測量領域里市場份額可以占到80%以上。相比激光測量，光柵常數受環(huán)境影響小，具有較強的抗干擾能力，在實際生產中更加實用。光柵尺是利用光柵的光學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，以光柵莫爾條紋為技術基礎，使用光電傳感器將光學信號轉化為電學信號，通過對電學信號進行處理，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量而獲得位置值的旋轉編碼器。增量式編碼器軸旋轉時，有相應的脈沖輸出，其旋轉方向的判別和脈沖數量的增減需借助后續(xù)的判向電路和計數器來實現(xiàn)。其計數起點可任意設定，并可以實現(xiàn)多圈的無限累加和測量。也可以每圈設置一個原點，作為參考機械零位。當脈沖數已固定，而需要提高分辨力時，可利用90°相位差的AB兩路信號，對原脈沖數進行倍頻。增量式編碼器在斷電后恢復上電時，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、測量領域廣泛應用光柵編碼器性能優(yōu)越，下游應用日益豐富：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、計量檢定等領域的應用越來越廣泛。數控機床：光柵編碼器主要起到輔佐數控機床走刀精度的作用，是數控機床的閉環(huán)伺服系統(tǒng)的重要功能單元。在數控機床中常用于對刀具和工件的坐標進行檢測，來觀察和跟蹤走刀誤差，以起到一個補償刀具的運動誤差的作用。光柵編碼器在機床上除X、Y軸進給電機控制應用外，還有主軸用編碼器、刀架用編碼器、對刀用手持編碼器等。02、機床需求結構升級+，雙重邏輯驅動高端編碼器市場擴容2.1、機床數控化勢在必行，五軸機床為當前最稀缺品種機床是現(xiàn)代工業(yè)的重要基石，高端數控化勢在必行。機床是制造機器的機器，亦被稱為工業(yè)母機、工作母機或者工具機。數控機床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。數控機床較好地解決了復雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現(xiàn)代機床控制技術的發(fā)展方向，是一種典型的機電一體化產品。五軸數控機床為最高端品種，技術壁壘最高，稀缺性最強。據華經情報網，我國機床按檔次可分為高檔機床（10%）、中檔機床（30%）和低檔機床（60%）。五軸聯(lián)動數控技術難度大、應用廣，集計算機控制、高性能伺服驅動和精密加工技術于一體，是衡量一個國家生產設備自動化技術水平的重要標準之一。機床軸的絕對數量并非衡量數控機床先進程度的標準，重點在于聯(lián)動軸數量。五軸聯(lián)動是指機床基本的直線軸三軸X、Y、Z及附加的旋轉軸A、B、C中的兩軸，五個軸同時運動，任意調整刀具或工件的姿態(tài)，實現(xiàn)對空間復雜型面的加工。2.2、絕對式編碼器長期依賴進口，禹衡光學推出國內首款對標產品國內應用仍以增量式光柵尺為主，絕對式光柵尺曾長期依賴進口：作為數控機床重要功能部件的光柵尺，目前國內應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目前成熟的產品很少，大部分都需要進口，使得我們在該領域長期處于被動狀態(tài)。供應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)數控機床中，封閉式玻璃載體絕對式光柵尺80%以上由海德漢公司占據，而且超高精的產品被西方國家列入限制出口的產品目錄，對我國的購買進行嚴格控制。光柵編碼器方面，競爭對手還有日本多摩川等廠家。2.3、中國為全球最大機床產銷國，國內機床行業(yè)“大而不強”中國已經成為世界第一大機床產銷國，市場廣闊。據德國機床制造商協(xié)會，從供給市場來看，2020年全球機床行業(yè)產值為578億歐元，其中中國機床行業(yè)產值為169.5億歐元，在全球市場中占據份額為29%；從需求市場來看，2020年全球機床行業(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份額為32%。中國機床行業(yè)目前大而不強。全球范圍內的主要機床制造大國包括德國、日本、美國、中國等。德國、日本、美國等先進國家企業(yè)起步較早，目前在技術水平、品牌價值等方面仍居明顯優(yōu)勢地位。其中，德國重視數控機床和配套件的高、精、尖和實用性，各種功能部件研發(fā)生產高度專業(yè)化，在質量、性能上位居世界前列；日本重點發(fā)展數控系統(tǒng)，機床企業(yè)注重向上游材料、部件布局，一體化開發(fā)核心產品；美國在數控機床設計、制造和基礎科研方面具有較強的競爭力。中國機床行業(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：國內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域五十余年，技術經驗沉淀深厚。奧普光電控股子公司禹衡光學（控股65%）前身是始建于1965年的長春第一光學儀器廠，作為中國最早的光電編碼器及光學儀器專業(yè)制造商，禹衡光學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年第一臺國產機床編碼器、1986年第一臺國產電梯編碼器到如今國內領先的高端傳感器系列，禹衡光學已經實現(xiàn)包括金屬光柵角度編碼器、絕對式光柵尺、旋轉變壓器、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品，產品的應用領域包括航空航天、機床、電梯、伺服電機、機器人、軍工、醫(yī)療等多行業(yè)。主導產品光柵編碼器已通過歐盟RoHS檢測、CE認證、防爆認證及軍工產品實驗驗證等多項權威認證，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：絕對式產品實現(xiàn)國際先進、國內領先，高技術壁壘鑄就護城河2019年推出JFT系列絕對式光柵尺，填補國內空白。該系列于2016年立項，是禹衡光學在承擔了國家科技專項中全部三項有關光柵位移傳感器項目的基礎上，總結客戶及市場需求，通過“四個創(chuàng)新”—創(chuàng)新采用具有自主知識產權的游標碼加M序列編解碼技術；創(chuàng)新采用全陣列掃描技術；創(chuàng)新采用大面積平行藍光技術照明系統(tǒng)；創(chuàng)新采用實時效驗技術進行數據傳輸，實現(xiàn)產品的高分辨率、高響應頻率、高抗干擾性、高抗污染性及高可靠性。在測量精度上，已經達到準確度±3μm/m;重復性±0.2μm;分辨力0.01μm，完全滿足高檔數控機床高精度加工的需要，主要性能指標達到了國際同類產品先進水平和國內領先水平。3.3、核心優(yōu)勢三：對比優(yōu)勢明顯，有望迅速搶占國內高端市場扎根機床領域多年，核心客戶資源優(yōu)勢明顯。公司與下游機床及機床數控系統(tǒng)領域客戶長期保持深度合作，客戶包括華中數控、廣州數控、沈陽機床、大連機床、科德數控、上海機床等。據奧普光電投資者關系活動披露，公司與華中數控合作多維且深入，是國內第一個打通國內高端數控五軸機床的公司；與廣州數控的合作不止限于機床類，還有電機和機器人等；與沈陽機床合作達幾十年，客戶粘性強。打通多款主流系列連接，