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​自德国提出工业4.0之后,我国也提出了“中国制造2025”设计,跟着我国自动化脚步的加速,未来我国将成为超级机器人大国,工业机器人需求量大大增长。然而在工业机器人高增长影响下,其操控体系和自动化主要产品伺服电机发展之路必将发生改动,伺服电机作为工业机器人的动力体系以及机器人运动的“心脏”,未来出路在哪里?

《2015-2019年全球工业机器人伺服电机行业报告》显现,2013年开始,我国成为国际最大的工业机器人市场,2014年销量飙升到全球伺服电机销量的55%。估计到2019年,我国市场对伺服电机的需求将到达182000台。

工业机器人的快速增长已经在必定程度上影响了伺服电机市场的发展。按Researchand Markets的测算,90%的工业机器人使用伺服电机,同时,每个工业机器人装置的伺服电机都是均匀量,那么2014年我国所增长的对伺服电机的需求在231000台。而这个数字在2019年将有望到达737000台。

现在,在我国工业机器市场,85%的伺服电机是外资品牌,而本乡企业,大多数仍处于研发实验阶段,几乎没有工业化的工业机器人伺服电机。

工业机器人与伺服电机的共存联系

伺服电机一般装置在机器人的“关节”处,机器人的关节驱动离不开伺服体系,关节越多,机器人的柔性和精准度越高,所要使用的伺服电机的数量就越多。

机器人对关节驱动电机的要求十分严厉,因而对电动伺服驱动体系的要求也很严厉,主要有以下几个方面:

1、快速呼应性,电伺服体系的灵敏性愈高,快速呼应功能愈好;

2、起动转矩惯量比大,在驱动负载的情况下,要求机器人的伺服电机的起动转矩大,转动惯量小;

3、操控特性的接连性和直线性,跟着操控信号的改变,电机的转速能接连改变,有时还需转速与操控信号成正比或近似成正比,调速规模宽,能使用于1:1000~10000的调速规模;

4、体积小、质量小、轴向尺寸短,以合作机器人的体形;

5、能饱尝得起严苛的运转条件,可进行十分频繁的正反向和加减速运转。

别的,因为国产伺服电机有待晋级,导致国产机器人发展困难。国产伺服电机现在的现状是,小的不小,大的不大!这个怎么理解呢?小功率伺服电机,小型化不可,遍及偏长,比方轻载机器人常用的200W和400W伺服电机,现在多摩川的TBL-imini系列伺服微电机、的松下的A6、安川的Σ7电机矮小精美。

反观国产伺服,遍及较长,外观粗糙。这在一些高级的使用上不可,尤其是在轻载6kg左右的桌面型机器人上,因为机器人手臂的装置空间十分狭小,对伺服电机的长度有严厉要求。

其次是信号接插件的可靠性一向饱尝诟病。国产伺服需求持续改进,并且接插件的小型化、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,现在日系的伺服电机很多就是这样设计的,便利装置、调试、替换。

伺服电机的另一个中心技术是高精度的编码器,尤其机器人上用的多圈绝对值编码器,严峻依靠进口。没有完成国产化,是限制我国高级伺服体系发展的很大瓶颈。编码器的小型化也是伺服电机小型化绕不过去的中心技术。纵观日系伺服电机产品的更迭,都是伴跟着电机磁路和编码器的协同发展晋级!

现在国内的伺服电机OEM厂家依据市场份额,大多是拷贝日系伺服电机设计,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,导致有些设备上的使用,因为没有一台大功率的伺服电机和驱动配套,而被逼抛弃掉整个体系。

总结下来,日系伺服体系的发展形式是分层协同发展,全体功能优异,与日本的机器人发展很类似。在我国是做电机的做电机、做编码器的做编码器、做驱动的做驱动,没有协同联合,导致伺服电机和驱动体系全体功能难以做好。

其次是伺服体系缺失基础性研讨,包括绝对值编码器技术、高端电机的产业化制作技术、生产工艺的突破、功能指标的实用性验证和查核规范的制定。这些都需求机器人行业的中心零部件企业去完善。


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