在工业机器人高增长刺激下,其控制系统和自动化主要产品 伺服电机发展之路必将发生改变,伺服电机作为工业机器人的动力系统以及机器人运动的“心脏”,未来出路又在哪里?
随着中国自动化步伐的加快,未来中国将成为超级机器人大国,工业机器人需求量大大增长。然而,在中国工业机器市场,目前85%的伺服电机是外资品牌,而本土企业,大多数仍处于研制试验阶段,几乎没有工业化的工业机器人伺服电机。
工信部的数据显示,2016年我国工业机器人产量达7.24万台,同比增长34.3%,产业规模日益扩大。而与此形成鲜明对照的是,我国本土品牌机器人仅占4%,国产机器人大量关键零部件依靠进口。伺服电机作为机器人核心零部件之一CONTROL ENGINEERING China版权所有,却一直是“受制于人”。
据了解,伺服电机是一种补助马达间接变速装置,可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象,相当于工业机器人的“神经系统”。国内伺服电机市场中,前三名松下、三菱、安川均为日系品牌,总份额达到45%,门子、博世、施耐德等欧系品牌占据高端,整体市场份额在30%左右,国内企业整体份额低于10%。
伺服电机一般安装在机器人的“关节”处,机器人的关节驱动离不开伺服系统,关节越多,机器人的柔性和精准度越高CONTROL ENGINEERING China版权所有,所要使用的伺服电机的数量就越多。
当前,我国伺服电机自主配套能力已现雏形,产品功率范围多在22KW以内,技术路线上与日系产品接近,较大规模的伺服品牌有20余家,主要有南京埃斯顿自动化股份有限公司、广州数控设备有限公司、深圳市汇川技术股份有限公司等。
尽管在伺服电机领域,我国已出现一批有一定技术水平的本土企业,但与国外产品相比仍存在体积大、输出功率小等技术差距,而在精密减速器方面则鲜有代表企业。对于国产伺服电机一直饱受诟病,主要集中在以下三大方面:
普遍较长,外观粗糙。这在一些高档的应用上不行,尤其是在轻载6kg左右的桌面型机器人上www.cechina.cn,由于机器人手臂的安装空间非常狭小,对伺服电机的长度有严格要求。
信号接插件的可靠性差。国产伺服需要继续改进,而且接插件的小型化、高密度化也是趋势,与伺服电机本体的集成设计是个很好的做法,目前日系的伺服电机很多就是这样设计的,方便安装、调试、更换。
未实现国产化。编码器的小型化也是伺服电机小型化绕不过去的核心技术。纵观日系伺服电机产品的更迭控制工程网版权所有,都是伴随着电机磁路和编码器的协同发展升级。
目前国内的伺服电机OEM厂家根据市场份额控制工程网版权所有,大多是仿制日系伺服电机设计,功率多在3kw以内,以中小功率为多。而5.5-15kw的中大功率伺服没有,导致有些设备上的应用,由于没有一台大功率的伺服电机和驱动配套,而被迫放弃掉整个系统。
对中国工业机器人产业而言,还需在技术和产品上优化升级。若想要在核心零部件方面要想从本质上获得突破,都需要付出更多的耐心和投入,尤其是伺服电机,期待越大,压力越大,同时前景也可观。