摘要： 本文將對中國交流伺服運動控制產(chǎn)品的應用情況和行業(yè)背景進行一些相應的市場分析，并2005年的調(diào)查報告為基礎(chǔ)，展望未來2年內(nèi)的交流伺服應用前景。 關(guān)鍵詞： 交流伺服運動控制產(chǎn)品 市場分析 市場容量 一、前言 在自動控制系統(tǒng)中，把輸出量能夠以一定準確度跟隨輸入量的變化而變化的系統(tǒng)稱為伺服系統(tǒng)。一般的伺服系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動裝置、伺服電機和檢測裝置三部分。在伺服系統(tǒng)中，交流伺服運動控制系統(tǒng)是最大的一個分支，它是一個結(jié)合電機學、自動控制、電氣技術(shù)、機電一體化、計算機控制于一體的綜合系統(tǒng)。在生產(chǎn)實際中，使用交流伺服運動控制的產(chǎn)品，能夠解決各種復雜的定位控制問題，如機器人軌跡控制、數(shù)控機床位置控制等，因此它在加工機械、FA機械、醫(yī)療機械、機器人、自動組裝線、半導體制造、部件組裝和紡織機械上得到了廣泛的應用，并表現(xiàn)出了越來越強的生命力。 在交流伺服運動控制產(chǎn)品的發(fā)展過程中，它始終是融合了先進的機電一體化技術(shù)和控制理論。最近幾年來，國內(nèi)外各個廠家都相繼推出了交流伺服運動控制的新技術(shù)和新產(chǎn)品，比如全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù) 、直線電機驅(qū)動技術(shù)、PCC技術(shù)、基于現(xiàn)場總線的交流伺服運動控制技術(shù)、運動控制卡、DSP多軸運動控制器等。這些產(chǎn)品將與中國發(fā)展先進制造業(yè)大國的過程中同步成長。 本文將對中國交流伺服運動控制產(chǎn)品的應用情況和行業(yè)背景進行一些相應的市場分析，部分分析數(shù)據(jù)來源于中國傳動網(wǎng)（www.chuandong.cn）。 二、交流伺服運動控制產(chǎn)品的市場份額 這里所分析的交流伺服運動控制產(chǎn)品包括交流伺服控制器、交流伺服電機、專用控制平臺和伺服檢測裝置，這些產(chǎn)品組成一個完善的交流伺服運動控制產(chǎn)品，如圖1所示。 專用控制平臺包括嵌入式產(chǎn)品、PC-Based產(chǎn)品和PLC產(chǎn)品等。其中嵌入式平臺產(chǎn)品包括數(shù)控機床、印刷包裝機械、紡織印染機械等；PC-Based平臺應用在較高和功能相對復雜的場合，如電子制造等；PLC平臺主要用作一般設備的通用運動控制，在這種情況下，PLC也同時是設備的主控制器，非常經(jīng)濟。 ·伺服驅(qū)動器和伺服電機分永磁式同步伺服、交流感應式伺服、直線電機伺服等幾種。 ·伺服檢測裝置包括伺服系統(tǒng)中的位置、角度、速度檢測和傳感元件。 據(jù)中國傳動網(wǎng)統(tǒng)計， 2005年度中國內(nèi)地的交流伺服運動控制產(chǎn)品的市場容量已經(jīng)達到了16.8億元人民幣?，F(xiàn)根據(jù)市場品牌占有率從高到低排列 如下表1所示。 從表1可知，從16.8億的交流伺服運動控制產(chǎn)品總量上來說的確是一個很大的數(shù)字。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，交流伺服運動控制產(chǎn)品的增長量主要來自于機電設備使用運動控制產(chǎn)品的比例大幅度增加、生產(chǎn)工藝對機電設備的自動化程度提出了更高的定位定長等要求以及先進制造技術(shù)的商品化加快等幾方面因素促成的。 但是在中國機電產(chǎn)品的發(fā)展過程中，由于入世等引起的市場的急劇擴大對機電控制系統(tǒng)產(chǎn)品（尤其是交流伺服運動控制產(chǎn)品）提出了一個非常高的要求，而這些要求又無法找到合適的國內(nèi)產(chǎn)品時，必然轉(zhuǎn)為世界先進產(chǎn)品，如西門子、松下、三菱等。 以食品包裝機械為例，今年上半年我國食品包裝機械行業(yè)的生產(chǎn)銷售繼續(xù)呈穩(wěn)步增長的態(tài)勢，出口交貨值也有所增加，尤其是進入4月之后，食品包裝機械行業(yè)的利潤累計增幅為67.94%，成為增速最大的行業(yè)之一。食品包裝機械之所以能夠?qū)崿F(xiàn)利潤高速增長，主要原因就是市場需求的強勁推動。據(jù)業(yè)內(nèi)專家的預測，到2010年，國內(nèi)食品包裝機械行業(yè)總產(chǎn)值僅能達到1300億元（現(xiàn)價），而市場需求則可能達到2000億元，遠超過供給的需求，這就為行業(yè)的發(fā)展提供了寶貴的戰(zhàn)機，產(chǎn)品的更新?lián)Q代也勢必加速。而實際上在該領(lǐng)域應用交流伺服運動控制產(chǎn)品已經(jīng)逐漸成為共識，如飲料灌裝機、封口機等，成為僅次于機床傳統(tǒng)領(lǐng)域的第二個最大應用行業(yè)。 在交流伺服運動控制產(chǎn)品領(lǐng)域，國外品牌尤其是日本和歐美品牌憑借其先進的技術(shù)水平和更新速度逐漸占據(jù)了主導地位，國內(nèi)交流伺服運動控制廠商在學習國外先進技術(shù)的同時，也相繼研發(fā)出了一些適于特殊行業(yè)應用的專利和通用產(chǎn)品，并在市場預期中評價良好。 從廠商來看，日本品牌在價格上具有一定的優(yōu)勢，在性能上又能符合中國小型機械OEM商的需求，因此在本次統(tǒng)計中，松下電器、三菱電機、安川電機和三洋已經(jīng)占據(jù)整個交流伺服運動控制產(chǎn)品的近一半市場容量，處于市場的前列。此外，其他如富士、歐姆龍等在一些工業(yè)領(lǐng)域也表現(xiàn)突出，并帶動了自身其他系列產(chǎn)品的發(fā)展。與其他進口產(chǎn)品相比，日本的交流伺服產(chǎn)品的優(yōu)勢在于價格、在于專業(yè)化和系統(tǒng)化。日本的機床工業(yè)、食品包裝機械都分別位于世界該領(lǐng)域的前列，因此它在機床和食品包裝領(lǐng)域積累了先進的控制技術(shù)，如1987年，日本率先研制出伺服電機驅(qū)動的包裝機械，使該行業(yè)實現(xiàn)了由機械裝置為主向電腦程控為主的技術(shù)升級，迅速提高了機械性能的柔軟性和系統(tǒng)化程度，為日本的包裝機械以其獨特性贏得了世界市場廣闊的銷售空間。從這個層面上來講，交流伺服控制產(chǎn)品的品牌演化在相當長的時間內(nèi)還會是日本品牌為主導。 歐美品牌如西門子、力士樂和倫茨在高端設備和生產(chǎn)線上占據(jù)了一定的份額，具有高性能和高價格的特點，其中以西門子最為典型。其他歐美品牌還有AB、施奈德、丹那赫、柯比、GE、貝加萊等在其特定的領(lǐng)域保持了高速增長。在國內(nèi)企業(yè)中，已經(jīng)在伺服市場的發(fā)展中已經(jīng)培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的品牌，如機床領(lǐng)域的華中數(shù)控、廣州數(shù)控、珠海運控等。 三、交流伺服運動控制產(chǎn)品的應用行業(yè) 交流伺服運動控制產(chǎn)品的應用主要以機械配套為主，主要涉及機床工具、食品包裝、紡織印染、電子制造、塑料機械、印刷造紙、橡膠機械等，具體的市場份額比例如表2所示。 以占據(jù)行業(yè)前三位的機床工具、食品包裝和紡織印染為例進行應用說明。 1、機床工具 作為機床工具，尤其是數(shù)控機床的重要功能部件，交流伺服運動控制產(chǎn)品的系統(tǒng)特性一直是影響系統(tǒng)加工性能的重要指標。圍繞伺服系統(tǒng)動態(tài)特性與靜態(tài)特性的提高，近年來發(fā)展了多種伺服驅(qū)動技術(shù)。隨著超高速切削、超精密加工、網(wǎng)絡制造等先進制造技術(shù)的發(fā)展，具有網(wǎng)絡接口的全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)、直線電動機及高速電主軸等將成為數(shù)控機床行業(yè)的關(guān)注的熱點，并成為交流伺服運動控制產(chǎn)品的發(fā)展方向。 從發(fā)展的總量看，機床工具行業(yè)的產(chǎn)值從“十五”開始，連續(xù)五年都以兩位數(shù)高速增長，產(chǎn)值和產(chǎn)量增長了2.5倍?！熬盼濉蹦┊a(chǎn)值排在世界第八，去年躍到了世界第三，緊隨日本、德國之后。 在機床工具領(lǐng)域，交流伺服運動控制產(chǎn)品主要應用特點有： （1）這里所分析的交流伺服運動控制產(chǎn)品包括交流伺服（1）高速高精度。用于高速高精加工機床的進給驅(qū)動，主要有“回轉(zhuǎn)伺服電機加精密高速滾珠絲杠”和“直線電機直接驅(qū)動”兩種類型。當前使用滾珠絲杠驅(qū)動的高速加工機床最大移動速度90m/min，加速度1.5g；使用直線電機的高速高精加工機床最大快移速度已達208 m/min，加速度2g，并且還有發(fā)展余地。 （2）多軸化。隨著5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)和編程軟件的普及，5軸聯(lián)動控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當前的一個開發(fā)熱點，尤其是在加工自由曲面時，克服了3軸聯(lián)動控制的時切速接近于零時的切削弊端。控制器、交流伺服電機、專用控制平臺和伺服檢測裝置，這些產(chǎn)品組成一個完善的交流伺服運動控制產(chǎn)品，如圖1所示。 2、食品包裝 隨著中國市場經(jīng)濟高速發(fā)展以及人民生活質(zhì)量的提高，預計消費者對微波食品、休閑食品及冷凍食品等方便食品的需求量將不斷增加，這將直接帶動相關(guān)食品包裝的需求。預計中國食品與包裝機械業(yè)在今后的一段長時間內(nèi)將維持正增長。 因而，國家在“十一五”規(guī)劃中明確指出要縮小供需差距，使食品工業(yè)趕上世界先進水平，并提供先進的技術(shù)裝備。這就必須要求國內(nèi)食品和包裝機械的年發(fā)展速度超過18%，新產(chǎn)品產(chǎn)值率達到25%。 在食品包裝領(lǐng)域應用交流伺服運動控制產(chǎn)品主要有以下特點： （1）機械結(jié)構(gòu)大為簡化。傳統(tǒng)的包裝機械控制系統(tǒng)多采用繼電器、接觸器控制電路，其復雜程度隨著執(zhí)行機構(gòu)的增多以及調(diào)整部位的增加而加大，使得機器也越來越復雜，給制造、調(diào)整、使用和維修均帶來不便。而交流伺服運動控制產(chǎn)品的應用，可用微機、傳感技術(shù)、新型伺服技術(shù)取代笨重的電氣控制柜和驅(qū)動裝置，使零部件數(shù)量劇減，結(jié)構(gòu)大為簡化，體積也隨之縮小。 （2）產(chǎn)品質(zhì)量提高。參數(shù)變化越多，調(diào)整部分越多，交流伺服運動控制的優(yōu)越性也越大，這是一般控制方式無法相比的。功能增多，可靠性提高，流伺服運動控制系統(tǒng)除可保持原來包裝機的功能外，還可賦予其他許多功能。如液體飲料軟包裝機，它在氣動、電氣和機械的共同配合下，可具有制盒、滅菌、灌裝、封口等功能，還可存儲如生產(chǎn)速率、產(chǎn)品數(shù)量、故障現(xiàn)象、故障原因等數(shù)據(jù)，同時能對這些數(shù)據(jù)根據(jù)實際情況進行相應處理，大大方便了操作，使包裝機的可靠性大為提高。 3、紡織印染 近年來，隨著紡織行業(yè)的快速發(fā)展，我國紡織機械設備的技術(shù)水平、產(chǎn)品開發(fā)能力、穩(wěn)定性等也都有了很大的提高，從而為下游企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品、提高產(chǎn)品質(zhì)量奠定了可靠基礎(chǔ)。 我國是一個紡織機械生產(chǎn)大國，世界上沒有一個國家有這么多的紡織機械、紡織器材、紡織儀器、電器、附屬裝置和專配件生產(chǎn)企業(yè)，每年生產(chǎn)的品種之多、數(shù)量之大，在世界上都是獨一無二的。但是必須看到，面對如此之大的市場，我們的產(chǎn)品開發(fā)、售后服務能力還遠遠滿足不了紡織企業(yè)的需要，技術(shù)創(chuàng)新上還遠遠落后于世界紡機強國，特別是在機電一體化方面的自動化、連續(xù)化、高速化、智能化水平還有很大差距，在新材料、新工藝、新的制造技術(shù)方面落后很多。 紡織印染設備上應用交流伺服技術(shù)是為了提高設備的性能，滿足高精度控制的要求，目前已有高檔梳棉機、帶自動調(diào)勻整的并條機、新型粗紗機、數(shù)控細紗機、分條整經(jīng)機、漿紗機、園網(wǎng)印花機等設備都應用了交流伺服運動控制產(chǎn)品。 四、結(jié)束語 綜合上面的分析可以看出，中國的交流伺服運動控制產(chǎn)品尚處于起步階段，相關(guān)產(chǎn)品還沒有得到普遍應用，大量低精度、低效率的運動控制方式依然存在，例如機械凸輪、同步帶、同步軸等在食品包裝、印刷造紙、橡膠機械等行業(yè)大量存在。因此，交流伺服運動控制系統(tǒng)在未來幾年內(nèi)上升的空間非常大。 在未來2年內(nèi)，交流伺服運動控制產(chǎn)品的市場規(guī)模如表3所示。2006年和2007年它將保持23％和25％的增長率，并將站穩(wěn)20億人民幣的市場規(guī)模。 參考文獻： 1、 數(shù)據(jù)來源：中國傳動網(wǎng) 3、 國研網(wǎng)www.drcnet.com.cn