工廠自動(dòng)化改造與自動(dòng)化生產(chǎn)線應(yīng)用對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的需求不斷釋放，使得伺服系統(tǒng)需求隨之上升。

伺服電動(dòng)機(jī)也稱為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，在控制系統(tǒng)中用作執(zhí)行元件，將輸入的電壓控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為軸上輸出的角位移和角速度，以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。最大的特點(diǎn)是有控制電壓時(shí)轉(zhuǎn)子立即旋轉(zhuǎn)，無(wú)控制電壓時(shí)轉(zhuǎn)子立即停轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速是由控制電壓的方向和大小決定。

伺服電機(jī)作為工業(yè)機(jī)器人的“肌肉”，是工業(yè)機(jī)器人最核心的部件之一。伺服電機(jī)是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電機(jī)可以將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。

制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，提升伺服電機(jī)空間

近年來(lái)，以伺服電機(jī)為代表的運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品市場(chǎng)呈現(xiàn)上漲態(tài)勢(shì)。主要原因在于隨著人口紅利消失，我國(guó)制造業(yè)企業(yè)開始從粗放型生產(chǎn)轉(zhuǎn)向精細(xì)化生產(chǎn)，企業(yè)自身需要提高工廠自動(dòng)化，以提升企業(yè)效率。工廠自動(dòng)化改造與自動(dòng)化生產(chǎn)線應(yīng)用對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的需求不斷釋放，使得伺服系統(tǒng)需求隨之上升。

伺服電機(jī)作為控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，是影響機(jī)器人工作性能的主要因素之一。工業(yè)機(jī)器人專用伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)有五十多年的發(fā)展歷史，特別是隨著近年電力電子技術(shù)、電機(jī)永磁材料技術(shù)、控制總線技術(shù)的發(fā)展，伺服驅(qū)動(dòng)器在處理速度、響應(yīng)速度、控制精度等各方面得到了較大的提升。

伺服電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的關(guān)節(jié)，要求是要有最大功率質(zhì)量比和扭矩慣量比、高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、低慣量和較寬廣且平滑的調(diào)速范圍。特別是像機(jī)器人末端執(zhí)行器(手爪)應(yīng)采用體積、質(zhì)量盡可能小的電動(dòng)機(jī)，尤其是要求快速響應(yīng)時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)必須具有較高的可靠性，并且有較大的短時(shí)過(guò)載能力。

目前，高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、大轉(zhuǎn)矩、低慣量的交、直流伺服電動(dòng)機(jī)在工業(yè)機(jī)器人中得到廣泛的應(yīng)用。

伺服電機(jī)產(chǎn)品廣泛用于機(jī)械、冶金、電力、石油化工、船舶制造、航空航天、建筑、交通、科研試驗(yàn)等領(lǐng)域。我國(guó)市場(chǎng)需求巨大，隨著各行業(yè)，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、自動(dòng)化生產(chǎn)線等，對(duì)工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求不斷提高，這些領(lǐng)域?qū)�交流伺服電機(jī)的需求將迅猛增長(zhǎng)，交流伺服將逐步替代原有直流有刷伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。

國(guó)產(chǎn)伺服開始嶄露頭角

當(dāng)前，伺服技術(shù)已經(jīng)成為工業(yè)自動(dòng)化的支撐技術(shù)之一，但國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)卻是愈來(lái)愈激烈，已經(jīng)進(jìn)入到了百家爭(zhēng)鳴的時(shí)代。雖然國(guó)產(chǎn)伺服電機(jī)在市場(chǎng)上的比重比較低，在技術(shù)與性能上與國(guó)外品牌有較大的差距，并且產(chǎn)品質(zhì)量與穩(wěn)定性也不能同國(guó)外品牌同日而語(yǔ)，但近幾年國(guó)產(chǎn)品牌伺服電機(jī)的發(fā)展也很迅速，伺服電機(jī)自主配套能力已現(xiàn)雛形，獲得了一定的市場(chǎng)認(rèn)可。

未來(lái)發(fā)展方向和趨勢(shì)預(yù)測(cè)

伺服電機(jī)未來(lái)發(fā)展利好，越來(lái)越朝著高效率化、智能化、一體化和集成化、網(wǎng)絡(luò)化和模塊化、專用化和多樣化、小型化和大型化、高速高精和高功用化方向發(fā)展。

高效率化

雖然高效化一向都是伺服系統(tǒng)首要的打開課題，但是仍需求繼續(xù)加強(qiáng)。首要包括電機(jī)本身的高效率：比如永磁材料功用的改進(jìn)和非常好的磁鐵設(shè)備結(jié)構(gòu)計(jì)劃;也包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的高效率化：包括逆變器驅(qū)動(dòng)電路的優(yōu)化，加減速運(yùn)動(dòng)的優(yōu)化，再生制動(dòng)和能量反響以及非常好的冷卻方法等。

高速、高精、高功用化

選用更高精度的編碼器，更高采樣精度和數(shù)據(jù)位數(shù)、速度更快的DSP，無(wú)齒槽效應(yīng)的高功用旋轉(zhuǎn)電機(jī)、直線電機(jī)，以及運(yùn)用自習(xí)氣、人工智能等各種現(xiàn)代控制戰(zhàn)略，不斷將伺服系統(tǒng)的基礎(chǔ)方針進(jìn)步。

一體化和集成化

電動(dòng)機(jī)、反響、控制、驅(qū)動(dòng)、通訊的縱向一體化成為當(dāng)時(shí)小功率伺服系統(tǒng)的一個(gè)打開方向。有時(shí)我們稱這種集成了驅(qū)動(dòng)和通訊的電機(jī)叫智能化電機(jī)，有時(shí)我們把集成了運(yùn)動(dòng)控制和通訊的驅(qū)動(dòng)器叫智能化伺服驅(qū)動(dòng)器。電機(jī)、驅(qū)動(dòng)和控制的集成使三者從計(jì)劃、制造到運(yùn)轉(zhuǎn)、維護(hù)都更緊密地融為一體。但是這種方法面臨更大的技術(shù)應(yīng)戰(zhàn)和工程師運(yùn)用習(xí)氣的應(yīng)戰(zhàn)，因此很難成為干流，在悉數(shù)伺服商場(chǎng)中是一個(gè)很小的有特征的部分。

通用化

通用型驅(qū)動(dòng)器配備有很多的參數(shù)和豐盛的菜單功用，便于用戶在不改動(dòng)硬件配備的條件下，方便地設(shè)置成V/F控制、無(wú)速度傳感器開環(huán)矢量控制、閉環(huán)磁通矢量控制、永磁無(wú)刷交流伺服電動(dòng)機(jī)控制及再生單元等五種作業(yè)方法，適用于各種場(chǎng)合，可以驅(qū)動(dòng)不一樣類型的電機(jī)，比如異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)、無(wú)刷直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)，也可以習(xí)氣不一樣的傳感器類型甚至無(wú)方位傳感器。可以運(yùn)用電機(jī)本身配備的反響構(gòu)成半閉環(huán)控制系統(tǒng)，也可以通過(guò)接口與外部的方位或速度或力矩傳感器構(gòu)成高精度全閉環(huán)控制系統(tǒng)。

智能化

現(xiàn)代交流伺服驅(qū)動(dòng)器都具有參數(shù)回想、毛病自確診和分析功用，絕大多數(shù)進(jìn)口驅(qū)動(dòng)器都具有負(fù)載慣量測(cè)定和自動(dòng)增益調(diào)整功用，有的可以自動(dòng)辨識(shí)電機(jī)的參數(shù)，自動(dòng)測(cè)定編碼器零位，有些則能自動(dòng)進(jìn)行振動(dòng)遏止。將電子齒輪、電子凸輪、同步盯梢、插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)等控制功用和驅(qū)動(dòng)聯(lián)絡(luò)在一起，對(duì)于伺服用戶來(lái)說(shuō)，則提供了非常智能化的應(yīng)用場(chǎng)景。

小結(jié)

機(jī)器人的工作表現(xiàn)受伺服電機(jī)影響極大，因而精密伺服電機(jī)的關(guān)鍵性能指標(biāo)永遠(yuǎn)都是先進(jìn)性比較的首要因素。在國(guó)內(nèi)機(jī)器人技術(shù)的自主研發(fā)方面，我國(guó)還需加大對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的投入和研發(fā)，提高零部件自給率，整合現(xiàn)有研發(fā)資源，盡快形成一批技術(shù)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室、工程中心、企業(yè)技術(shù)中心、整機(jī)及關(guān)鍵零部件檢測(cè)中心等，同時(shí)，培育自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)品牌，將國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)，以迎接更大的市場(chǎng)。

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