http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-09 20:21:08 來源:產業觀察
自德國提出工業4.0之後,中國也提出了“中國製造2025”規gui劃hua,隨sui著zhe中zhong國guo自zi動dong化hua步bu伐fa的de加jia快kuai,未wei來lai中zhong國guo將jiang成cheng為wei超chao級ji機ji器qi人ren大da國guo,工gong業ye機ji器qi人ren需xu求qiu量liang大da大da增zeng長chang。然ran而er在zai工gong業ye機ji器qi人ren高gao增zeng長chang刺ci激ji下xia,其qi控kong製zhi係xi統tong和he自zi動dong化hua主zhu要yao產chan品pin伺si服fu電dian機ji發fa展zhan之zhi路lu必bi將jiang發fa生sheng改gai變bian,伺si服fu電dian機ji作zuo為wei工gong業ye機ji器qi人ren的de動dong力li係xi統tong以yi及ji機ji器qi人ren運yun動dong的de“心髒”,未來出路在哪裏?
《2015-2019年全球工業機器人伺服電機行業報告》顯示,2013年開始,中國成為世界最大的工業機器人市場,2014年銷量飆升到全球伺服電機銷量的55%。預計到2019年,中國市場對伺服電機的需求將達到182000台。
工業機器人的快速增長已經在一定程度上刺激了伺服電機市場的發展。按ResearchandMarkets的測算,90%的工業機器人使用伺服電機,同時,每個工業機器人裝配的伺服電機都是平均量,那麼2014年中國所增加的對伺服電機的需求在231000台。而這個數字在2019年將有望達到737000台。
目前,在中國工業機器市場,85%的伺服電機是外資品牌,而本土企業,大多數仍處於研製試驗階段,幾乎沒有工業化的工業機器人伺服電機。
工業機器人與伺服電機的共存關係
伺服電機一般安裝在機器人的“關節”處,機器人的關節驅動離不開伺服係統,關節越多,機器人的柔性和精準度越高,所要使用的伺服電機的數量就越多。
機器人對關節驅動電機的要求非常嚴格,因而對電動伺服驅動係統的要求也很嚴格,主要有以下幾個方麵:
1、快速響應性,電伺服係統的靈敏性愈高,快速響應性能愈好;
2、起動轉矩慣量比大,在驅動負載的情況下,要求機器人的伺服電機的起動轉钜大,轉動慣量小;
3、控kong製zhi特te性xing的de連lian續xu性xing和he直zhi線xian性xing,隨sui著zhe控kong製zhi信xin號hao的de變bian化hua,電dian機ji的de轉zhuan速su能neng連lian續xu變bian化hua,有you時shi還hai需xu轉zhuan速su與yu控kong製zhi信xin號hao成cheng正zheng比bi或huo近jin似si成cheng正zheng比bi,調tiao速su範fan圍wei寬kuan,能neng使shi用yong1:1000~10000的調速範圍;
4、體積小、質量小、軸向尺寸短,以配合機器人的體形;
5、能經受得起苛刻的運行條件,可進行十分頻繁的正反向和加減速運行。
另外,由於國產伺服電機有待升級,導致國產機器人發展困難。國產伺服電機目前的現狀是,小的不小,大的不大!這個怎麼理解呢?小功率伺服電機,小型化不行,普遍偏長,比如輕載機器人常用的200W和400W伺服電機,目前多摩川的TBL-imiNI係列伺服微電機、鬆下的A6、安川的Σ7電機短小精致。
反觀國產伺服,普遍較長,外觀粗糙。這在一些高檔的應用上不行,尤其是在輕載6kg左右的桌麵型機器人上,由於機器人手臂的安裝空間非常狹小,對伺服電機的長度有嚴格要求。
其次是信號接插件的可靠性一直飽受詬病。國產伺服需要繼續改進,而且接插件的小型化、高密度化也是趨勢,與伺服電機本體的集成設計是個很好的做法,目前日係的伺服電機很多就是這樣設計的,方便安裝、調試、更換。
伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)的(de)另(ling)一(yi)個(ge)核(he)心(xin)技(ji)術(shu)是(shi)高(gao)精(jing)度(du)的(de)編(bian)碼(ma)器(qi),尤(you)其(qi)機(ji)器(qi)人(ren)上(shang)用(yong)的(de)多(duo)圈(quan)絕(jue)對(dui)值(zhi)編(bian)碼(ma)器(qi),嚴(yan)重(zhong)依(yi)賴(lai)進(jin)口(kou)。沒(mei)有(you)實(shi)現(xian)國(guo)產(chan)化(hua),是(shi)製(zhi)約(yue)我(wo)國(guo)高(gao)檔(dang)伺(si)服(fu)係(xi)統(tong)發(fa)展(zhan)的(de)很(hen)大(da)瓶(ping)頸(jing)。編(bian)碼(ma)器(qi)的(de)小(xiao)型(xing)化(hua)也(ye)是(shi)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)小(xiao)型(xing)化(hua)繞(rao)不(bu)過(guo)去(qu)的(de)核(he)心(xin)技(ji)術(shu)。縱(zong)觀(guan)日(ri)係(xi)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)產(chan)品(pin)的(de)更(geng)迭(die),都(dou)是(shi)伴(ban)隨(sui)著(zhe)電(dian)機(ji)磁(ci)路(lu)和(he)編(bian)碼(ma)器(qi)的(de)協(xie)同(tong)發(fa)展(zhan)升(sheng)級(ji)!
目前國內的伺服電機OEM廠家根據市場份額,大多是仿製日係伺服電機設計,功率多在3kw以內,以中小功率為多。而5.5-15kw的中大功率伺服沒有,導致有些設備上的應用,由於沒有一台大功率的伺服電機和驅動配套,而被迫放棄掉整個係統。
總結下來,日係伺服係統的發展模式是分層協同發展,整體性能優異,與日本的機器人發展很相似。在中國是做電機的做電機、做編碼器的做編碼器、做驅動的做驅動,沒有協同聯合,導致伺服電機和驅動係統整體性能難以做好。
其次是伺服係統缺失基礎性研究,包括絕對值編碼器技術、高端電機的產業化製造技術、生產工藝的突破、性能指標的實用性驗證和考核標準的製定。這些都需要機器人行業的核心零部件企業去完善。