眼下，國產(chǎn)伺服電機(jī)正面臨著新一輪的挑戰(zhàn)。

高工產(chǎn)研機(jī)器人研究院數(shù)據(jù)顯示，伺服電機(jī)全球市場份額，日系品牌占據(jù)40%的市場，德系占據(jù)30%，而國內(nèi)伺服電機(jī)企業(yè)包括匯川技術(shù)、英威騰、華中數(shù)控、新時達(dá)、雷賽智能等企業(yè)加起來的市場份額還不到10%。

毋庸置疑，發(fā)展起步晚，尖端應(yīng)用技術(shù)不成熟，產(chǎn)品缺乏核心競爭力等因素，這讓國產(chǎn)伺服電機(jī)在國際競爭中很難勝出。

深圳市大族電機(jī)科技有限公司總經(jīng)理李玉廷對此表示：“時間上的差距，我們肯定是不能趕超的，但是在關(guān)鍵技術(shù)上，國產(chǎn)伺服電機(jī)還可以進(jìn)一步縮小差距。”

國產(chǎn)伺服有幾個“洞”要補(bǔ)？

近幾年，雖然國內(nèi)的伺服廠家也在關(guān)鍵技術(shù)上作重點(diǎn)突破，不過以現(xiàn)階段來看，國內(nèi)的伺服電機(jī)還是問題重重。

基于中國智能制造發(fā)展起步晚的國情，早期的機(jī)器人一般都是運(yùn)用通用性伺服電機(jī)產(chǎn)品居多，包括目前市面上的伺服電機(jī)產(chǎn)品大多還是通用型的。

“機(jī)器人用的伺服電機(jī)和其他設(shè)備的伺服電機(jī)也有所不同，機(jī)器人上需要高速、高精度、高可靠的伺服電機(jī)，目前國產(chǎn)的伺服電機(jī)只能滿足焊接機(jī)器人的要求。”沈陽新松機(jī)器人公司研究院院長徐方說道。

由于伺服電機(jī)并非為機(jī)器人專門研發(fā)，在產(chǎn)品性能上仍無法滿足高端機(jī)器人需要的功能和參數(shù)。這在較大程度上，也反映了出了伺服電機(jī)在應(yīng)用上的局限性。

深圳福士工業(yè)科技有限公司總經(jīng)理葛歡慶更是直言不諱地評價道：“沒有一家的產(chǎn)品能夠真正應(yīng)用到工業(yè)機(jī)器人上”

據(jù)了解，很多伺服電機(jī)都能應(yīng)用到非常簡單的機(jī)器人上，但如果需要控制功能復(fù)雜一點(diǎn)，就無法滿足要求，其中的技術(shù)層次有很多差別。

新時達(dá)研發(fā)中心副總監(jiān)、機(jī)器人產(chǎn)品部經(jīng)理周朔鵬認(rèn)為：“目前，伺服電機(jī)應(yīng)用到機(jī)器人上最大的挑戰(zhàn)就是缺乏頂層設(shè)計，即做伺服產(chǎn)品的企業(yè)對機(jī)器人不了解，而機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)對伺服生產(chǎn)商也不了解，雙方的信息不對稱，導(dǎo)致機(jī)器人沒辦法形成一套完整設(shè)計。”

一般來說，具備高性能、高精度、高穩(wěn)定性等要素的伺服電機(jī)，需要軟硬件之間的配合。而國產(chǎn)伺服電機(jī)還欠缺使用的電機(jī)數(shù)字算法和高可靠的功能模塊、元器件等方面的成熟技術(shù)，導(dǎo)致生產(chǎn)管控、技術(shù)穩(wěn)定性較差。

國外甩咱們幾條街了？

談及當(dāng)前伺服電機(jī)，不少業(yè)內(nèi)人士皆表示，目前國內(nèi)的伺服電機(jī)與國外還有很大一段差距。那么，這中間的差距究竟有多遠(yuǎn)？國外做到哪一步了？

總體來說，目前國內(nèi)小功率的伺服電機(jī)小型化方面比較欠缺，比如輕載型的機(jī)器人常用到的200W和400W的伺服電機(jī)國內(nèi)普遍偏長，但是國外的如安川、松下的都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了短小精致。

配天集團(tuán)副總裁、CTO徐志根認(rèn)為，存在這樣的差距主要體現(xiàn)在工藝和材料上，比如采用更高牌號的永磁體、工藝上如何降低端部長度等；另一方面，國內(nèi)生產(chǎn)的編碼器尺寸上也較國外的大；抱閘國內(nèi)外也存在類似的差距。

從性能方面來看，國內(nèi)在動態(tài)響應(yīng)能力、過載能力方面與國外差距較大。

伺服電機(jī)從獲得指令信號到完成指令這一過程，其響應(yīng)指令信號的時間愈短，電機(jī)伺服系統(tǒng)的靈敏性愈高，快速響應(yīng)性能愈好。而在過載能力方面，由于機(jī)器人會進(jìn)行十分頻繁的正反向和加減速運(yùn)行，因此電機(jī)必須能經(jīng)受得起苛刻的運(yùn)行條件，并能在短時間內(nèi)承受數(shù)倍過載。

不過，在這兩個方面，國產(chǎn)伺服電機(jī)與歐系、日系、臺灣這三大派系之間的差距懸殊。

目前，日系的主流品牌主要以多摩川、安川、松下、三菱、山洋為主，歐系的以LAFERT、科爾摩根為主，而臺灣則以東元電機(jī)為代表，對于同樣的電機(jī)(同功率、慣量、同水平制造商等)。

“在動態(tài)響應(yīng)能力、過載能力方面，歐系電機(jī)較好，日系、臺灣能力稍弱，通過對多種電機(jī)的測試，我們發(fā)現(xiàn)歐系的電機(jī)效率普遍比日系的電機(jī)高，日系電機(jī)效率大概在85%左右，歐系的電機(jī)效率在95%左右，而國產(chǎn)的效率則很低。”新時達(dá)張敏梁博士說道。

國產(chǎn)伺服該沖向何方？

伺服電機(jī)的核心零部件的技術(shù)突破不僅直接關(guān)乎國內(nèi)機(jī)器人企業(yè)市場競爭力的提升，長遠(yuǎn)來看，對于整個中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。

在國內(nèi)外差距懸殊的情況之下，未來國產(chǎn)伺服電機(jī)應(yīng)該往哪些方向發(fā)展呢？

埃斯頓營銷中心總經(jīng)理助理盧昊表示：“未來伺服電機(jī)將會往集成化和智能化方面發(fā)展。”

集成化的方式主要體現(xiàn)為，將電動機(jī)、反饋、控制、驅(qū)動、通訊的縱向一體化成為當(dāng)前小功率的伺服系統(tǒng)，即需要所有部件從設(shè)計、制造到運(yùn)行、維護(hù)都緊密的融為一體。

智能化則體現(xiàn)在高速、高精度、高性能化方面。那么這就需要伺服廠商采用更高精度的編碼器，更高采樣精度和數(shù)據(jù)位數(shù)、速度更快的DSP，無齒槽效應(yīng)的高性能旋轉(zhuǎn)電機(jī)、直線電機(jī)，以及應(yīng)用自適應(yīng)、人工智能等各種現(xiàn)代控制策略，不斷將伺服系統(tǒng)的基礎(chǔ)指標(biāo)(控制速度、控制精度)提高。

除此之外，清能德創(chuàng)電氣技術(shù)(北京)有限公司副總經(jīng)理湯小平還認(rèn)為，模塊化和網(wǎng)絡(luò)化也是伺服產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。

模塊化不僅指伺服驅(qū)動模塊、電源模塊、再生制動模塊、通訊模塊之間的組合方式，而且指伺服驅(qū)動器內(nèi)部軟件和硬件的模塊化和可重用。

在網(wǎng)絡(luò)化方面，將現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、甚至無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集成到伺服驅(qū)動器當(dāng)中，已經(jīng)成為歐洲和美國廠商的常用做法。隨著國內(nèi)對大規(guī)模分布式控制裝置的需求上升，高檔數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)成功，網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字伺服的開發(fā)已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。