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        行業動態

        國產伺服電機該如何獲得突破

          伺服電機全球市場份額,日系品牌占據40%的市場,德系占據30%,而國內伺服電機企業包括匯川技術、英威騰、華中數控、雷賽智能等企業加起來的市場份額還不到10%。毋庸置疑,發展起步晚,尖端應用技術不成熟,產品缺乏核心競爭力等因素,這讓國產伺服電機在國際競爭中很難勝出。

         

        機電王申相對此表示:“時間上的差距,我們肯定是不能趕超的,但是在關鍵技術上,國產伺服電機還可以 進一步縮小差距。”

        國產伺服有幾個“洞”要補近幾年,雖然國內的伺服廠家也在關鍵技術上作重點突破,不過以現階段來看,國內的伺服電機還是問題重重。基于中國智能制造發展起步晚的國情,早期的機器人一般都是運用通用性伺服電機產品居多,包括目前市面上的伺服電機產品大多還是通用型的。

        “機器人用的伺服電機和其他設備的伺服電機也有所不同,機器人上需要高速、高精度、高可靠的伺服電機,目前國產的伺服電機只能滿足焊接機器人的要求。”

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

        深圳福士工業科技有限公司總經理葛歡慶更是直言不諱地評價道:“沒有一家的產品能夠真正應用到工業機器人上”

        據了解,很多伺服電機都能應用到非常簡單的機器人上,但如果需要控制功能復雜一點,就無法滿足要求,其中的技術層次有很多差別。

        一般來說,具備高性能、高精度、高穩定性等要素的伺服電機,需要軟硬件之間的配合。而國產伺服電機還欠缺使用的電機數字算法和高可靠的功能模塊、元器件等方面的成熟技術,導致生產管控、技術穩定性較差。

        國外甩咱們幾條街了?

        談及當前伺服電機,不少業內人士皆表示,目前國內的伺服電機與國外還有很大一段差距。那么,這中間的差距   究竟有多遠?國外做到哪一步了?

        總體來說,目前國內小功率的伺服電機小型化方面比較欠缺,比如輕載型的機器人常用到的200W400W的伺服電機國內普遍偏長,但是國外的如安川、松下的都已經實現了短小精致。

        配天集團副總裁、CTO徐志根認為,存在這樣的差距主要體現在工藝和材料上,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,國內生產的編碼器尺寸上也較國外的大;抱閘國內外也存在類似的差距。

        從性能方面來看,國內在動態響應能力、過載能力方面與國外差距較大。

        伺服電機從獲得指令信號到完成指令這一過程,其響應指令信號的時間愈短,電機伺服系統的靈敏性愈高,快速響應性能愈好。而在過載能力方面,由于機器人會進行十分頻繁的正反向和加減速運行,因此電機必須能經受得起苛刻的運行條件,并能在短時間內承受數倍過載。

        不過,在這兩個方面,國產伺服電機與歐系、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為代表,對于同樣的電機(同功率、慣量、同水平制造商等)。

        “在動態響應能力、過載能力方面,歐系電機較好,日系、臺灣能力稍弱,通過對多種電機的測試,我們發現歐系的電機效率普遍比日系的電機高,日系電機效率大概在85%左右,歐系的電機效率在95%左右,而國產的效率則很低。”新時達張敏梁博士說道。

        國產伺服該沖向何方?

        伺服電機的核心零部件的技術突破不僅直接關乎國內機器人企業市場競爭力的提升,長遠來看,對于整個中國機器人產業的發展具有戰略意義。

        在國內外差距懸殊的情況之下,未來國產伺服電機應該往哪些方向發展呢?

        集成化的方式主要體現為,將電動機、反饋、控制、驅動、通訊的縱向一體化成為當前小功率的伺服系統,即需要所有部件從設計、制造到運行、維護都緊密的融為一體。

        智能化則體現在高速、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,更高采樣精度和數據位數、速度更快的DSP,無齒槽效應的高性能旋轉電機、直線電機,以及應用自適應、人工智能等各種現代控制策略,不斷將伺服系統的基礎指標(控制速度、控制精度)提高。

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

        在網絡化方面,將現場總線和工業以太網技術、甚至無線網絡技術集成到伺服驅動器當中,已經成為歐洲和美國廠商的常用做法。隨著國內對大規模分布式控制裝置的需求上升,高檔數控系統的開發成功,網絡化數字伺服的開發已經成為當務之急。

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