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深度揭秘機(jī)器人伺服電機(jī)/系統(tǒng),解讀國內(nèi)外電機(jī)企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

 文檔zhan360 2017-08-12

深度揭秘機(jī)器人伺服電機(jī)/系統(tǒng),解讀國內(nèi)外電機(jī)企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著工業(yè)自動化的發(fā)展,越來越多的領(lǐng)域開始使用工業(yè)機(jī)器人代替人力。對于機(jī)器人制造商和機(jī)器人消費(fèi)者而言,選擇合適的伺服電機(jī)始終是一項(xiàng)艱難的任務(wù)。機(jī)器人的關(guān)節(jié)驅(qū)動離不開伺服系統(tǒng),關(guān)節(jié)越多,機(jī)器人的柔性和精準(zhǔn)度越高,所需要使用的伺服電機(jī)數(shù)量就越多。伺服電機(jī)影響著機(jī)器人的手臂控制,如位置、角度和線性運(yùn)動,它的性能差異將直接影響機(jī)器人的能力水平。

什么是伺服電機(jī)?

在談及國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人時,一個常見的論調(diào)是“國產(chǎn)機(jī)器人三大核心部件——減速器、伺服電機(jī)、控制器——仍高度依賴進(jìn)口產(chǎn)品,限制了本土機(jī)器人的發(fā)展”。什么是減速器,機(jī)器人網(wǎng)(jqr.com)此前已做過相關(guān)梳理,本文將重點(diǎn)介紹伺服電機(jī)及其市場概況,希望能給各位讀者帶來收獲。如內(nèi)容出現(xiàn)錯誤,歡迎留言指出,幫助小編繼續(xù)學(xué)習(xí)。

電機(jī)主要用于驅(qū)動機(jī)器人的關(guān)節(jié),它被視為機(jī)器人的執(zhí)行單元,是影響機(jī)器人工作性能的主要因素。在當(dāng)前市場上,機(jī)器人常用的電機(jī)有微振動電機(jī)、伺服電機(jī)、直線電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和直流減速電機(jī),由于需要被安裝在各關(guān)節(jié)上控制關(guān)節(jié)運(yùn)動,判斷電機(jī)好壞的標(biāo)準(zhǔn)是是否有最大功率質(zhì)量比和扭矩慣量比、是否有高啟動轉(zhuǎn)矩及是否有低慣量和較寬廣且平滑的調(diào)速范圍。其中,伺服電機(jī)因?yàn)橛休^高的可靠性和較大的短時過載能力,能夠配合機(jī)器人末端執(zhí)行器(EOAT)一起工作,因此在工業(yè)機(jī)器人上應(yīng)用廣泛。

“百度百科”對伺服電機(jī)的定義是這樣的:

伺服電機(jī)(servo motor)是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī),是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。

伺服電機(jī)可使控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確,可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制,并能快速反應(yīng),在自動控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,且具有機(jī)電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性,可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機(jī)兩大類,其主要特點(diǎn)是,當(dāng)信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。

伺服電機(jī)是一種常見的自動化機(jī)械元件,適用于有動力源、有一定精度要求的加工場景,如機(jī)床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激光加工設(shè)備、機(jī)器人及自動化生產(chǎn)線。因?yàn)樽畛跏菓?yīng)軍事機(jī)械的要求而生,它的突出優(yōu)點(diǎn)是高精度和高可靠性。

深度揭秘機(jī)器人伺服電機(jī)/系統(tǒng),解讀國內(nèi)外電機(jī)企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

伺服電機(jī)分類

無刷直流電動機(jī)(BLDCM)因其控制簡單、成本低廉、檢測裝置簡單、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相對容易,被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域。同步型交流伺服電動機(jī)中的三相永磁同步電動機(jī)(PM·SM)運(yùn)行平穩(wěn)、具有低速伺服性能,因此是高性能高精度的數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人使用的主要類型。

不同類型的伺服電機(jī)性能比較:

機(jī)種永磁同步型AC伺服電動機(jī)異步型AC伺服電動機(jī)
電機(jī)構(gòu)造比較簡單簡單
最大扭矩約束永磁體去磁磁路飽和
發(fā)熱情況發(fā)熱量低發(fā)熱量高
功率變化率
響應(yīng)速度比較快
轉(zhuǎn)動慣量
高速化比較容易容易
制動容易復(fù)雜
可靠性
環(huán)境適應(yīng)性


如今一般伺服電機(jī)都追求高精度、高可靠性、高熱容量、高剛度、輕量化和高響應(yīng)性等性能。國際上主要伺服電機(jī)廠家的電機(jī)手冊也一般會收錄機(jī)械時間常數(shù)、電器時間常數(shù)、發(fā)熱時間常數(shù)、轉(zhuǎn)動慣量和過載運(yùn)動能力等參數(shù),這些都是伺服電機(jī)的主要參考指標(biāo)。

不同伺服電機(jī)的性能參數(shù):

品牌FanucSanyoLust
功率(kW)2.52.72.5
額定轉(zhuǎn)速(rpm)300015003000
機(jī)械時間常數(shù)(ms)20.89/
電氣時間常數(shù)(ms)/1916.1
發(fā)熱時間常數(shù)(min)25/50
轉(zhuǎn)動慣量(kg·m2)0.002280.003410.00086
尺寸(mm)130×247180×204142×192
功率變化率2.8e48.6e47.4e4

工業(yè)機(jī)器人用伺服電機(jī)的技術(shù)難點(diǎn)

一般來說,工業(yè)機(jī)器人對伺服電機(jī)的性能要求主要有以下幾個方面:

  1. 電機(jī)轉(zhuǎn)動的慣量要小,具有低的機(jī)械時間常數(shù)和電磁時間常數(shù)以及高的品質(zhì)因數(shù),即單位時間內(nèi)可給出更大的瞬時功率。

  2. 足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍,在零速度附近可控。低速運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),力矩波動小。

  3. 高的功率/體積比和高的功率/重量比。因?yàn)檫@些伺服控制電機(jī)通常裝在機(jī)器人運(yùn)動的關(guān)節(jié)上,為機(jī)器人的負(fù)載,所以要求重量輕、體積小。

  4. 伺服狀態(tài)特性好。為機(jī)器人能穩(wěn)定地進(jìn)行操作,在伺服定位、電機(jī)堵轉(zhuǎn)時仍能輸出最大的力矩。

  5. 外形扁薄小巧美觀。它是機(jī)器人外觀的決定性因素之一,不僅要適應(yīng)與機(jī)器人給定的小尺寸,而且伺服電機(jī)的外形越復(fù)雜,機(jī)器人外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越困難,同時外形的復(fù)雜也使粉塵易于堆積。

  6. 全封閉式的構(gòu)造。伺服電機(jī)做成封閉結(jié)構(gòu)主要是為了適應(yīng)多粉塵、還有腐蝕性物質(zhì)的生產(chǎn)現(xiàn)場。

  7. 環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),而且輸出的電線、電纜要柔軟。

  8. 易于維護(hù),電機(jī)要有一定的容錯性和相關(guān)保護(hù)設(shè)備。

隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,如今電力半導(dǎo)體技術(shù)已經(jīng)由過去的整流二極管、晶閘管、GTO、GTR、P-MOSFET發(fā)展到現(xiàn)在的IGBT、IPM等,再加上控制策略的不斷進(jìn)步,現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人用伺服電機(jī)已經(jīng)不局限于低頻率和低極數(shù),而是隨著應(yīng)用的場合可以靈活地改變,以獲取更好的性能和更低的價格。

工作制與發(fā)熱

工業(yè)機(jī)器人一般運(yùn)行在頻繁加速、啟停的情況下,由于這種特殊的運(yùn)行方式’其伺服電機(jī)很大程度上受到了溫度的限制,不僅僅是額定轉(zhuǎn)矩點(diǎn)的溫度特性對工業(yè)機(jī)器人伺服電機(jī)來說很重要,整個運(yùn)行空間的運(yùn)行溫度由加減速轉(zhuǎn)矩與維持轉(zhuǎn)矩的工作制運(yùn)行來決定。

轉(zhuǎn)動慣量

伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量是伺服驅(qū)動中非常重要的關(guān)鍵點(diǎn),在機(jī)械系統(tǒng)加速運(yùn)行的時候,伺服電機(jī)不僅要提供給負(fù)載加速轉(zhuǎn)矩,而且要提供給自身加速轉(zhuǎn)矩,所以伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量和系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量的配合十分重要。

轉(zhuǎn)矩質(zhì)量

工業(yè)機(jī)器人伺服電機(jī)要求轉(zhuǎn)矩的平滑性,要求電機(jī)具有比較低的轉(zhuǎn)矩脈動以及較平穩(wěn)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)。平穩(wěn)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)通常需要伺服電機(jī)有比較高的抗飽和能力,而且要細(xì)致考慮鐵耗與摩擦損耗對轉(zhuǎn)矩常數(shù)的影響,一般需要合理精致的伺服電機(jī)電磁與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)才能滿足轉(zhuǎn)矩質(zhì)量要求。

高響應(yīng)能力

工業(yè)伺服電機(jī)系統(tǒng)追求比較高的響應(yīng)能力,影響伺服系統(tǒng)的響應(yīng)能力的因素一般有電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量、減速比、加減速轉(zhuǎn)矩、電機(jī)結(jié)構(gòu)、控制策略等,高響應(yīng)能力還與電機(jī)的發(fā)熱密切相關(guān)。

磁鋼退磁

為了使伺服電機(jī)具有高性能,目前普遍使用釹鐵硼永磁體來提供磁場,但它對溫度比較敏感,在高溫環(huán)境下容易發(fā)生不可逆退磁。工業(yè)機(jī)器人用伺服電機(jī)需要有高過載能力,更需要較高的電樞反應(yīng),因此轉(zhuǎn)子永磁體上感應(yīng)出的渦流損耗通常很大,永磁體易升溫,所以對伺服電機(jī)的溫度計(jì)算和永磁體保護(hù)的要求比較高。

伺服電機(jī)的市場前景

伺服系統(tǒng)下游應(yīng)用廣泛,隨著工業(yè)機(jī)器人市場不斷升溫,近年來,伺服電機(jī)市場中工業(yè)機(jī)器人的比例水漲船高。2015年,中國伺服電機(jī)市場規(guī)模已達(dá)到122億元,其中工業(yè)機(jī)器人占比8.7%,市場規(guī)模約為10.6億元。

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工業(yè)機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床的快速增長也在一定程度上刺激了伺服電機(jī)市場的發(fā)展。

中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正處于大變革時代。據(jù)知名行業(yè)數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)IDC預(yù)測,到2020年,中國機(jī)器人市場規(guī)模將達(dá)到594億美元,中國市場將占全球機(jī)器人市場總量的30%以上。同時,目前中國已經(jīng)取代德國,成為全球最大的數(shù)控機(jī)床市場,據(jù)政府相關(guān)報(bào)告,未來我國中高端數(shù)控機(jī)床市場仍將繼續(xù)保持增長,到2020年,我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)的資產(chǎn)規(guī)模將到達(dá)2700億元。

《2015-2019年全球工業(yè)機(jī)器人伺服電機(jī)行業(yè)報(bào)告》顯示,2013年開始,中國成為世界最大的工業(yè)機(jī)器人市場,2014年,中國市場上伺服電機(jī)的銷量已飆升到全球伺服電機(jī)銷量的55%。

按Researchand Markets的預(yù)測,90%的工業(yè)機(jī)器人使用伺服電機(jī),同時,每個工業(yè)機(jī)器人裝配的伺服電機(jī)都是平均量,那么以2014年中國所增加的231000臺伺服電機(jī)數(shù)量來考量,到2019年,中國的伺服電機(jī)需求量將有望達(dá)到737000臺。

2016-2020年工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)市場規(guī)模預(yù)測(單位:億元)

深度揭秘機(jī)器人伺服電機(jī)/系統(tǒng),解讀國內(nèi)外電機(jī)企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

來源:中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心

面對這樣一塊大蛋糕,伺服電機(jī)行業(yè)內(nèi)部競爭激烈。就國內(nèi)情況而言,外資企業(yè)在電機(jī)市場上占據(jù)絕對優(yōu)勢,其中日系品牌憑借良好的產(chǎn)品性能與極具競爭力的價格壟斷了中小型OEM(設(shè)備制造業(yè))市場。2014年,伺服系統(tǒng)市場TOP15廠商中,前三名均為日系品牌,總份額達(dá)到45%。西門子、博世、施耐德等歐系品牌占據(jù)高端,整體市場份額在30%左右。國內(nèi)企業(yè)整體份額低于10%左右。

國外知名伺服電機(jī)/系統(tǒng)制造商

倫茨(德國)

倫茨(lenze)是世界上著名的機(jī)電傳動產(chǎn)品制造商,主要產(chǎn)品有直流調(diào)速裝置、交流變頻器、交流伺服、各類電動機(jī)、小型傳動轉(zhuǎn)置、減速箱、變速器、制動器、離合器等。該公司現(xiàn)役的產(chǎn)品MCM同步伺服電機(jī)主打機(jī)器人市場,結(jié)構(gòu)緊湊、負(fù)載與電機(jī)慣量比佳、外殼平滑、簡單易用,適合包裝、搬運(yùn)等應(yīng)用場景。

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lenze MCM同步伺服電機(jī)

博世力士樂(德國)

博世力士樂(BoschRexroth)作為德國博世集團(tuán)的全資子公司.是全球工業(yè)技術(shù)市場的領(lǐng)先供應(yīng)商,在傳動和控制領(lǐng)域聲譽(yù)卓著。該公司旗下產(chǎn)品種類繁多,主要集中在高質(zhì)量電控、液壓、氣動、機(jī)電一體化元件和系統(tǒng)等領(lǐng)域。

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BoschRexroth MS2N同步伺服電機(jī)

路斯特(德國)

路斯特(lust)隸屬于柯爾柏集團(tuán),專注于向機(jī)器人/機(jī)床制造業(yè)提供通用型、可編程型及多軸運(yùn)動控制型伺服驅(qū)動產(chǎn)品及相關(guān)解決方案的生產(chǎn)和貿(mào)易性企業(yè)。 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品譜寬,涵蓋通用型、可編程型、多軸運(yùn)動控制型,它們被廣泛的應(yīng)用于各類產(chǎn)業(yè)機(jī)械和機(jī)床。

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lust LST系列伺服電機(jī)

倍福(德國)

倍福(Beckhoff)基于PC的自動化新技術(shù)作為發(fā)展理念,所生產(chǎn)的工業(yè)PC、現(xiàn)場總線模塊、驅(qū)動產(chǎn)品和TwinCAT自動化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng),可為各個工控領(lǐng)域提供開放式自動化系統(tǒng)和完整的解決方案。

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Beckhoff AM8000同步伺服電機(jī)

西門子(德國)

西門子是世界上最大的電氣和電子公司之一,歷經(jīng)150年來常盛不衰,公司的業(yè)務(wù)主要集中于6大領(lǐng)域:信息和通訊、自動化和控制、電力、交通、醫(yī)療系統(tǒng)和照明。西門子的伺服電機(jī)種類豐富、結(jié)構(gòu)緊湊,可實(shí)現(xiàn)卓越的動態(tài)特性和運(yùn)行效率,性能等級全,安裝規(guī)格多樣。

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SIMOTICS 1FT7永磁同步電機(jī)

歐系伺服特點(diǎn)是過載能力高,動態(tài)響應(yīng)好,驅(qū)動器開放性強(qiáng),且具有總線接口,包括現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)甚至無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。但價格昂貴,體積重量大。(目前的高速伺服總線雖大多為開放標(biāo)準(zhǔn),但技術(shù)都被國際化大公司所掌控。尤其是基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù),如EtherCAT、 Profinet、 EtherNet/IP、SERCOS III等,在提升工業(yè)機(jī)器人專用交流伺服系統(tǒng)的高性能方面起到了舉足輕重的作用。德國公司Beckhoff推出的EtherCAT近年來發(fā)展勢頭迅猛,成為大多數(shù)高性能驅(qū)動系統(tǒng)首選的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),安川、倫茨等國外伺服廠商已將EtherCAT 總線,作為下一代產(chǎn)品的總線標(biāo)準(zhǔn)。)

松下(日本)

松下是一家大型跨國企業(yè),經(jīng)營產(chǎn)品涉及家電、數(shù)碼視聽電子、辦公產(chǎn)品、航空等諸多領(lǐng)域。松下旗下的松下電機(jī)主營電氣機(jī)電類服務(wù),該公司推出的小型交流伺服電動機(jī)和驅(qū)動器頗受市場歡迎,其中大慣量系列適用于數(shù)控機(jī)床,中慣量系列適用于機(jī)器人(最高轉(zhuǎn)速為3000r/min,力矩為0.016~0.16N.m)。

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松下MINAS A5系列

安川(日本)

安川電機(jī)是世界一流的傳動產(chǎn)品制造商,也是日本第一個做伺服電機(jī)的公司,其產(chǎn)品以穩(wěn)定快速著稱,性價比高,是全球銷售量最大,使用行業(yè)最多的伺服品牌。從一般工業(yè)用機(jī)械到半導(dǎo)體、電子零部件制造設(shè)備,安川都能提供適合于各種用途的最匹配的伺服、控制器產(chǎn)品。

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安川電機(jī)Σ-Ⅴ系列

三菱(日本)

三菱不是一家獨(dú)立的公司,而是由眾多的獨(dú)立公司組成的團(tuán)體,該公司涉足采礦、造船、銀行、保險(xiǎn)、倉儲、貿(mào)易、紙、鋼鐵、玻璃、電氣設(shè)備、飛機(jī)、石油和房地產(chǎn)等諸多領(lǐng)域,是日本的工業(yè)巨頭。三菱電機(jī)一直致力于提高產(chǎn)品性能,F(xiàn)A產(chǎn)品陣容涵蓋在亞洲占主導(dǎo)地位的可編程控制器(PLC)、人機(jī)界面(HMI)、交流伺服系統(tǒng)、變頻器、工業(yè)機(jī)器人以 及低壓配電產(chǎn)品。

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三菱伺服電機(jī)

三洋(日本)

三洋是是日本松下旗下的電器公司,瞄準(zhǔn)中端市場。2012年4月1日起,該品牌被停止?fàn)I運(yùn)。三洋的Denki交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)是最早進(jìn)入國內(nèi)的伺服系統(tǒng)之一,以其卓越的性能高速精確靈活使用壽命長性價比高等特點(diǎn)聞名于世,可以實(shí)現(xiàn)不同控制方式的切換、全閉環(huán)控制、具有輸出檢測功能、自動濾波功能、實(shí)時自整定功能,廣泛應(yīng)用于冶金高爐印刷機(jī)械、包裝機(jī)械、紡織機(jī)械、塑膠機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備、自動化生產(chǎn)線等領(lǐng)域。

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三洋AC伺服系列

日系伺服電機(jī)價格相對低,體積小,重量輕。但缺點(diǎn)也很明顯,就是動態(tài)響應(yīng)能力相對弱,開放性較差。

ELMO(以色列)

Elmo Motion Control是一家專業(yè)開發(fā)緊湊型、高功率伺服電機(jī)的企業(yè),25年來一直致力于為各種惡劣工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)了伺服驅(qū)動器,同時提供先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)動控制器和完整的運(yùn)動控制解決方案。該公司號稱自己打造的是全球最好的伺服電機(jī)。

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ELMO伺服電機(jī)

SERVOTRONIX(美的)

servotronix(高創(chuàng))專注于運(yùn)動控制領(lǐng)域業(yè)務(wù),也是一家專業(yè)開發(fā)高性能伺服驅(qū)動器系列和運(yùn)動控制解決方案的企業(yè)。該公司已被美的收購,未來將成為庫卡機(jī)器人伺服電機(jī)的主要供應(yīng)商。

深度揭秘機(jī)器人伺服電機(jī)/系統(tǒng),解讀國內(nèi)外電機(jī)企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

servotronix PRO2系列伺服電機(jī)

AMC(美國)

AMC(ADVANCED Motion Controls)是一家提供可靠和高性能運(yùn)動控制系統(tǒng)的公司,創(chuàng)立于1987年,幾十年來一直保持小體量,只有300多名員工,其中40%是工程師。該公司的目標(biāo)是成為最好的伺服公司,因此只生產(chǎn)伺服驅(qū)動領(lǐng)域的產(chǎn)品。依靠精湛的制造水平和先進(jìn)的研發(fā)能力,近7年來,該公司客戶存留率高達(dá)91%。

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AMC伺服驅(qū)動應(yīng)用案例

COPLEY(美國)

和AMC一樣,Copley Controls也是一家專注于伺服驅(qū)動的公司,主要為廣泛的工業(yè)應(yīng)用提供高性能運(yùn)動控制解決方案,擁有超過25年的OEM合作經(jīng)驗(yàn)。該公司產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域主要有半導(dǎo)體、生命科學(xué)、自動化裝備、機(jī)器人、測試/測量以及COTS軍工等。

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Copley伺服產(chǎn)品

以上這幾家公司是伺服控制技術(shù)的領(lǐng)軍者,它們的產(chǎn)品雖然在市場上份額不大,但代表伺服控制的技術(shù)發(fā)展導(dǎo)向。

國內(nèi)知名伺服電機(jī)/系統(tǒng)制造商

伴隨這幾年數(shù)控化的普及,國內(nèi)伺服產(chǎn)品的銷量保持了快速增長,伺服系統(tǒng)的自主研發(fā)、制造生產(chǎn)及應(yīng)用已基本成熟,形成了一定的產(chǎn)品系列和自主配套能力,但產(chǎn)品在高性能、高可靠性方面,與國外名牌企業(yè)仍存在明顯差距,如國產(chǎn)品牌產(chǎn)品功率范圍多在3KW以內(nèi),中小功率居多,技術(shù)路線上與日系產(chǎn)品接近。

隨著工業(yè)機(jī)器人市場掀起熱潮,我國伺服系統(tǒng)與國外名牌企業(yè)的明顯差距已成為制約我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的“瓶頸”。從技術(shù)上看,國產(chǎn)伺服電機(jī)主要有以下幾個缺陷:

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,對伺服電機(jī)的長度有嚴(yán)格要求。

二是信號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)動系統(tǒng)整體性能難以做好。

(以上五點(diǎn)由電子發(fā)燒友網(wǎng)總結(jié))

值得一提的是,除了以上五點(diǎn)工藝硬傷,許多國內(nèi)伺服電機(jī)廠商還在繼續(xù)采用購買過時技術(shù)、硬件打造“國產(chǎn)”電機(jī)的做法,這樣生產(chǎn)出來的電機(jī)質(zhì)量、穩(wěn)定性參差不齊,不僅擾亂市場,還打擊了企業(yè)內(nèi)部自主研發(fā)的熱情,不利于長期的可持續(xù)發(fā)展。

目前我國國內(nèi)較大規(guī)模的伺服品牌有20余家,這些制造商的部分產(chǎn)品質(zhì)量、性能較為突出,可圈可點(diǎn),顯示出了一定的獨(dú)立性和創(chuàng)新性。機(jī)器人網(wǎng)(jqr.com)僅列出幾家作為參考,希望國產(chǎn)電機(jī)能早日更上一層樓。

臺達(dá)(臺灣)

臺達(dá)是知名華人自動化品牌,在全球自動化領(lǐng)域占據(jù)獨(dú)特地位。90年代初期,臺達(dá)采取自主研發(fā)的方式,開始進(jìn)軍工業(yè)自動化領(lǐng)域?;谄湓陔娏﹄娮宇I(lǐng)域的積累,臺達(dá)從變頻器產(chǎn)品起步,到后來PLC、伺服、HMI、CNC數(shù)控系統(tǒng),再到基于PC-Based的PAC控制器、傳感器、機(jī)器視覺、工業(yè)機(jī)器人等全系列自動化產(chǎn)品,最后鎖定驅(qū)動、運(yùn)動、控制三大領(lǐng)域。

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臺達(dá)ECMA系列標(biāo)準(zhǔn)型交流伺服電機(jī)

士林(臺灣)

士林電機(jī)(shihlin)創(chuàng)立于1955年,主要開發(fā)重電、電裝、機(jī)器、自動化領(lǐng)域的相關(guān)產(chǎn)品。該公司和日本三菱合作密切,在廈門建有合資公司,據(jù)傳產(chǎn)品的用戶體驗(yàn)與三菱電機(jī)不相上下。以士林SDH交流伺服系列為例,這系列電機(jī)采用臺灣最好的編碼器,響應(yīng)速度全臺第一。

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士林SDH系列交流伺服電機(jī)

臺系品牌使用簡單,性能接近日系,但價格比日系品牌低廉,性價比高,在中低端市場發(fā)展較快。

匯川

深圳匯川主要從事自動化、新能源相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)品研發(fā),是本土企業(yè)中伺服電機(jī)市場占有率最高的品牌。匯川在智能裝備、工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域推出了變頻器、伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、工業(yè)視覺系統(tǒng)、傳感器等核心部件及電氣解決方案等一系列工業(yè)自動化產(chǎn)品,目前已成為國內(nèi)最大的中低壓變頻器與伺服系統(tǒng)供應(yīng)商。匯川旗下幾款伺服電機(jī)都支持Ethercat以太網(wǎng)通訊協(xié)議。

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匯川IS620N伺服系統(tǒng)

固高

固高科技是國內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先的自動控制產(chǎn)品供應(yīng)商,該公司自主研發(fā)的基于PC的開放式運(yùn)動控制器、嵌入式運(yùn)動控制器、網(wǎng)絡(luò)式運(yùn)動控制器、計(jì)算機(jī)可編程自動化控制器產(chǎn)品與系統(tǒng),綜合性能已達(dá)到了國際一流水平,填補(bǔ)了國內(nèi)同行業(yè)的多項(xiàng)空白。固高主要為機(jī)器人運(yùn)動控制提供系統(tǒng)。

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固高GTHD系列高性能伺服驅(qū)動器

華中數(shù)控

華中數(shù)控背靠中科大,研發(fā)能力出色,是國內(nèi)最大的中高檔數(shù)控系列生產(chǎn)企業(yè),旗下的車床伺服電機(jī)已達(dá)到國際中端水平。該公司的GK6、GK7全系列永磁同步交流伺服電機(jī)和GM7系列交流伺服主軸已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn),是目前全國唯一擁有成套核心技術(shù)自主知識產(chǎn)權(quán)和自助配套能力的企業(yè)。

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華中數(shù)控ST系列總線式交流永磁同步伺服電機(jī)

廣州數(shù)控

廣州數(shù)控面向數(shù)控機(jī)床行業(yè)、自動化控制領(lǐng)域、注塑制品行業(yè),是全國最大的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)廠商,突出優(yōu)勢是產(chǎn)業(yè)鏈齊全、規(guī)模龐大。該公司的伺服系統(tǒng)主要用于機(jī)床、包裝機(jī)械等方面。

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廣州數(shù)控SJTR系列伺服電機(jī)

英威騰

2011年,英威騰收購御能動力,并把該品牌打造成了紡織機(jī)械伺服系統(tǒng)的細(xì)分龍頭。英威騰主要為紡織機(jī)械企業(yè)提供整體解決方案,并在業(yè)內(nèi)提供系列型號最為全面的防止伺服系統(tǒng),目前該公司的伺服產(chǎn)品在紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、數(shù)控車床、點(diǎn)膠機(jī)、LED分光編帶機(jī)貼片機(jī)等機(jī)器上有廣泛應(yīng)用,性價比較高。

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英威騰DA200高性能通用交流伺服系統(tǒng)

埃斯頓

南京埃斯頓有十幾年生產(chǎn)和銷售交流全數(shù)字化通用交流伺服驅(qū)動器和電機(jī)的歷史,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各類數(shù)控機(jī)床和自動化設(shè)備。公司于2012年成功完成了863計(jì)劃重大專項(xiàng)“工業(yè)機(jī)器人交流伺服系統(tǒng)驅(qū)動器和電機(jī)開發(fā)”,擁有了自主品牌的機(jī)器人專用交流伺服系統(tǒng)。目前,公司所有機(jī)器人使用的交流伺服系統(tǒng)均為自產(chǎn),實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)核心零部件的突破。公司還成功開發(fā)了機(jī)器人專用“一拖六”交流伺服系統(tǒng),為研制更經(jīng)濟(jì)高效的國產(chǎn)機(jī)器人提供了基礎(chǔ)。

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