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国产伺服电机该如何获得突破

编辑:     来源:     日期:2016-07-29     浏览次数:4372
摘要:伺服电机全球市场份额,日系品牌占据40%的市场,德系占据30%,而国内伺服电机企业包括汇川技术、英威腾、华中数控、杰美康机电、雷赛智能等企业加起来的市场份额还不到10%。

伺服电机全球市场份额,日系品牌占据40%的市场,德系占据30%,而国内伺服电机企业包括汇川技术、英威腾、华中数控、杰美康机电、雷赛智能等企业加起来的市场份额还不到10%毋庸置疑,发展起步晚,尖端应用技术不成熟,产品缺乏核心竞争力等因素,这让国产伺服电机在国际竞争中很难胜出。


杰美康机电王申相对此表示:“时间上的差距,我们肯定是不能赶超的,但是在关键技术上,国产伺服电机还可以 进一步缩小差距。”

国产伺服有几个“洞”要补近几年,虽然国内的伺服厂家也在关键技术上作重点突破,不过以现阶段来看,国内的伺服电机还是问题重重。基于中国智能制造发展起步晚的国情,早期的机器人一般都是运用通用性伺服电机产品居多,包括目前市面上的伺服电机产品大多还是通用型的。

“机器人用的伺服电机和其他设备的伺服电机也有所不同,机器人上需要高速、高精度、高可靠的伺服电机,目前国产的伺服电机只能满足焊接机器人的要求。”

由于伺服电机并非为机器人专门研发,在产品性能上仍无法满足高端机器人需要的功能和参数。这在较大程度上,也反映了出了伺服电机在应用上的局限性。

深圳福士工业科技有限公司总经理葛欢庆更是直言不讳地评价道:“没有一家的产品能够真正应用到工业机器人上”

据了解,很多伺服电机都能应用到非常简单的机器人上,但如果需要控制功能复杂一点,就无法满足要求,其中的技术层次有很多差别。

一般来说,具备高性能、高精度、高稳定性等要素的伺服电机,需要软硬件之间的配合。而国产伺服电机还欠缺使用的电机数字算法和高可靠的功能模块、元器件等方面的成熟技术,导致生产管控、技术稳定性较差。

国外甩咱们几条街了?

谈及当前伺服电机,不少业内人士皆表示,目前国内的伺服电机与国外还有很大一段差距。那么,这中间的差距   究竟有多远?国外做到哪一步了?

总体来说,目前国内小功率的伺服电机小型化方面比较欠缺,比如轻载型的机器人常用到的200W400W的伺服电机国内普遍偏长,但是国外的如安川、松下的都已经实现了短小精致。

配天集团副总裁、CTO徐志根认为,存在这样的差距主要体现在工艺和材料上,比如采用更高牌号的永磁体、工艺上如何降低端部长度等;另一方面,国内生产的编码器尺寸上也较国外的大;抱闸国内外也存在类似的差距。

从性能方面来看,国内在动态响应能力、过载能力方面与国外差距较大。

伺服电机从获得指令信号到完成指令这一过程,其响应指令信号的时间愈短,电机伺服系统的灵敏性愈高,快速响应性能愈好。而在过载能力方面,由于机器人会进行十分频繁的正反向和加减速运行,因此电机必须能经受得起苛刻的运行条件,并能在短时间内承受数倍过载。

不过,在这两个方面,国产伺服电机与欧系、日系、台湾这三大派系之间的差距悬殊。

目前,日系的主流品牌主要以多摩川、安川、松下、三菱、山洋为主,欧系的以LAFERT、科尔摩根为主,而台湾则以东元电机为代表,对于同样的电机(同功率、惯量、同水平制造商等)

“在动态响应能力、过载能力方面,欧系电机较好,日系、台湾能力稍弱,通过对多种电机的测试,我们发现欧系的电机效率普遍比日系的电机高,日系电机效率大概在85%左右,欧系的电机效率在95%左右,而国产的效率则很低。”新时达张敏梁博士说道。

国产伺服该冲向何方?

伺服电机的核心零部件的技术突破不仅直接关乎国内机器人企业市场竞争力的提升,长远来看,对于整个中国机器人产业的发展具有战略意义。

在国内外差距悬殊的情况之下,未来国产伺服电机应该往哪些方向发展呢?

集成化的方式主要体现为,将电动机、反馈、控制、驱动、通讯的纵向一体化成为当前小功率的伺服系统,即需要所有部件从设计、制造到运行、维护都紧密的融为一体。

智能化则体现在高速、高精度、高性能化方面。那么这就需要伺服厂商采用更高精度的编码器,更高采样精度和数据位数、速度更快的DSP,无齿槽效应的高性能旋转电机、直线电机,以及应用自适应、人工智能等各种现代控制策略,不断将伺服系统的基础指标(控制速度、控制精度)提高。

模块化不仅指伺服驱动模块、电源模块、再生制动模块、通讯模块之间的组合方式,而且指伺服驱动器内部软件和硬件的模块化和可重用。

在网络化方面,将现场总线和工业以太网技术、甚至无线网络技术集成到伺服驱动器当中,已经成为欧洲和美国厂商的常用做法。随着国内对大规模分布式控制装置的需求上升,高档数控系统的开发成功,网络化数字伺服的开发已经成为当务之急。

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