【中國傳動(dòng)網(wǎng) 市場(chǎng)分析】 核心技術(shù)缺失是中國制造業(yè)普遍存在的問題，在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)尤其嚴(yán)重，三大核心零部件目前沒有一個(gè)能大規(guī)模取代外資品牌。其中，由于減速器的壟斷度非常高，技術(shù)難度也很大，業(yè)界和媒體的目光也更多地聚焦于此，反而忽視了發(fā)展得稍好，但其實(shí)仍有比較大差距的伺服電機(jī)……

伺服電機(jī)作為控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，是影響機(jī)器人工作性能的主要因素之一。機(jī)器人伺服系統(tǒng)由伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器、指令機(jī)構(gòu)三大部分構(gòu)成，伺服電機(jī)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，就是靠它來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的，伺服驅(qū)動(dòng)器是伺服電機(jī)的功率電源，指令機(jī)構(gòu)是發(fā)脈沖或者給速度用于配合伺服驅(qū)動(dòng)器正常工作的。

目前，國產(chǎn)伺服電機(jī)的現(xiàn)狀是，小的不小，大的不大!這個(gè)怎么理解呢?小功率伺服電機(jī)，小型化不行，普遍偏長，比如輕載機(jī)器人常用的200W和400W伺服電機(jī)，目前松下的A6、安川的Σ7電機(jī)短小精致。反觀國產(chǎn)伺服，普遍較長，外觀粗糙。這在一些高檔的應(yīng)用上不行，尤其是在輕載6kg左右的桌面型機(jī)器人上，由于機(jī)器人手臂的安裝空間非常狹小，對(duì)伺服電機(jī)的長度有嚴(yán)格要求。

機(jī)器人用伺服電機(jī)面臨挑戰(zhàn)

為了提高工業(yè)生產(chǎn)的靈活性，機(jī)器人正變得越來越輕，同時(shí)為了保證機(jī)器人的動(dòng)態(tài)和精度，高功率密度伺服電機(jī)至關(guān)重要;在精加工作業(yè)領(lǐng)域，機(jī)器人甚至需要人手所具備的柔順性，要求電機(jī)能以“罐頭”大小實(shí)現(xiàn)高性能，提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率并保證操作員安全;在醫(yī)用機(jī)器人領(lǐng)域，為了讓機(jī)器人幫助患者早日恢復(fù)健康，對(duì)電機(jī)穩(wěn)定性和可靠性提出了至高要求。

機(jī)器人對(duì)伺服電機(jī)的高要求主要有以下方面：

1.要求伺服電機(jī)具有快速響應(yīng)性。電機(jī)從獲得指令信號(hào)到完成指令所要求的工作狀態(tài)的時(shí)間應(yīng)短。響應(yīng)指令信號(hào)的時(shí)間愈短，電伺服系統(tǒng)的靈敏性愈高，快速響應(yīng)性能愈好，一般是以伺服電機(jī)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)的大小來說明伺服電機(jī)快速響應(yīng)的性能。

2.伺服電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩慣量比要大。在驅(qū)動(dòng)負(fù)載的情況下，要求機(jī)器人的伺服電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。

3.伺服電機(jī)要具有控制特性的連續(xù)性和直線性，隨著控制信號(hào)的變化，電機(jī)的轉(zhuǎn)速能連續(xù)變化，有時(shí)還需轉(zhuǎn)速與控制信號(hào)成正比或近似成正比。

4.為了配合機(jī)器人的體形，伺服電機(jī)必須體積小、質(zhì)量小、軸向尺寸短。

5.能經(jīng)受得起苛刻的運(yùn)行條件，可進(jìn)行十分頻繁的正反向和加減速運(yùn)行，并能在短時(shí)間內(nèi)承受數(shù)倍過載。交流伺服驅(qū)動(dòng)器因其具有轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比高、無電刷及換向火花等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)機(jī)器人中得到廣泛應(yīng)用。

差距明顯，國產(chǎn)伺服電機(jī)仍需突破五大難關(guān)

國內(nèi)伺服電機(jī)市場(chǎng)中，前三名松下、三菱、安川均為日系品牌，總份額達(dá)到45%，西門子、博世、施耐德等歐系品牌主要占據(jù)高端市場(chǎng)，市場(chǎng)份額在30%左右，國內(nèi)企業(yè)整體份額低于10%。

國產(chǎn)伺服電機(jī)大多是仿制日系伺服電機(jī)設(shè)計(jì)，功率多在3kw以內(nèi)，以中小功率為多，而5.5-15kw的中大功率伺服電機(jī)則比較少。

國產(chǎn)伺服電機(jī)在以下方面仍需突破：

一是外形普遍較長，外觀粗糙，很難應(yīng)用在一些高檔機(jī)器人上面，尤其是在輕載6kg左右的桌面型機(jī)器人上，由于機(jī)器人手臂的安裝空間非常狹小，對(duì)伺服電機(jī)的長度有嚴(yán)格要求。

二是信號(hào)接插件的可靠性需要改進(jìn)，而且需要朝小型化、高密度化以及與伺服電機(jī)本體的集成設(shè)計(jì)的方向設(shè)計(jì)，方便安裝、調(diào)試、更換。

三是另一個(gè)核心技術(shù)就是高精度的編碼器，尤其機(jī)器人上用的多圈絕對(duì)值編碼器，嚴(yán)重依賴進(jìn)口，是制約我國高檔機(jī)器人發(fā)展的很大瓶頸。編碼器的小型化也是伺服電機(jī)小型化繞不過去的核心技術(shù)。

四是缺失基礎(chǔ)性研究，包括絕對(duì)值編碼器技術(shù)、高端電機(jī)的產(chǎn)業(yè)化制造技術(shù)、生產(chǎn)工藝的突破、性能指標(biāo)的實(shí)用性驗(yàn)證和考核標(biāo)準(zhǔn)的制定。

五是伺服系統(tǒng)各部分產(chǎn)業(yè)協(xié)同聯(lián)合不夠，導(dǎo)致伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)整體性能難以做好。

國產(chǎn)伺服開始嶄露頭角

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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的提升，長遠(yuǎn)來看，對(duì)于整個(gè)中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。

雖然國產(chǎn)伺服電機(jī)在市場(chǎng)上的比重比較低，在技術(shù)與性能上與國外品牌有較大的差距，并且產(chǎn)品質(zhì)量與穩(wěn)定性也不能同國外品牌同日而語，但近幾年國產(chǎn)品牌伺服電機(jī)的發(fā)展也很迅速，伺服電機(jī)自主配套能力已現(xiàn)雛形，獲得了一定的市場(chǎng)認(rèn)可。在此，也期待國產(chǎn)電機(jī)企業(yè)能夠進(jìn)一步發(fā)力，掌握核心技術(shù)與市場(chǎng)，早日實(shí)現(xiàn)機(jī)器人用伺服電機(jī)的國產(chǎn)化進(jìn)程。