揭秘機(ji)(ji)器(qi)人伺服電(dian)機(ji)(ji)/系統(tong)，解讀國內(nei)電(dian)機(ji)(ji)發展現狀

隨著工業自動化的發展，越來越多的領域開始使用工業機器人代替人力。對于機器人制造商和機器人消費者而言，選擇合適的伺服電機始終是一項艱難的任務。機器人的關節驅動離不開伺服系統，關節越多，機器人的柔性和精準度越高，所需要使用的機器人(ren)伺(si)服電機 數量就越多。伺服電機影響著機器人的手臂控制，如位置、角度和線性運動，它的性能差異將直接影響機器人的能力水平。 深圳市華科星電氣有限(xian)公司是工業自動化(hua)行(xing)業一家有名的技術(shu)服務企業,專注進口伺服電機(ji), 機(ji)(ji)器人(ren)伺服電機(ji)(ji) / 系統,精密行星減速機,步(bu)進電(dian)機,PLC等一站式供(gong)應，提供(gong)免費技術支持和終(zhong)身維護服務,歡迎來(lai)電(dian)咨(zi)詢:13602631692微(wei)信(xin)同(tong)號，官網://xfjvk.cn!

一般來說，工業機器人(ren)對伺(si)服電機的性(xing)能(neng)要求主(zhu)要有以下幾個方面：

電機轉動(dong)的慣量要小：具有低(di)的(de)機械時間常數(shu)和(he)電磁時間常數(shu)以及高的(de)品質因數(shu)，即單位(wei)時間內可給出更大的(de)瞬時功(gong)率(lv)。

足夠(gou)寬的調速范圍：在(zai)零速(su)度(du)附近(jin)可控(kong)。低速(su)運轉(zhuan)平(ping)穩(wen)，力(li)矩波(bo)動(dong)小。

高(gao)的功率/體積比和(he)高(gao)的功率/重量比：因為(wei)(wei)這(zhe)些伺服控(kong)制電機通常裝在機器人運動的(de)關節上，為(wei)(wei)機器人的(de)負載，所以要求重(zhong)量輕(qing)、體積小。

伺服狀態特(te)性好(hao)：為機(ji)器人能穩定(ding)地進(jin)行操作，在伺服(fu)定(ding)位、電機(ji)堵轉時仍能輸出最大的力矩。

外(wai)形(xing)扁薄(bo)小巧美觀：它是機(ji)(ji)器(qi)人(ren)外觀的決定(ding)性因素之一，不僅要適(shi)應與(yu)機(ji)(ji)器(qi)人(ren)給定(ding)的小尺寸(cun)，而且伺(si)服電機(ji)(ji)的外形越復(fu)雜，機(ji)(ji)器(qi)人(ren)外觀結構設計越困難，同時外形的復(fu)雜也使(shi)粉塵易于(yu)堆積。

全(quan)封(feng)閉(bi)式的(de)構造：伺服(fu)電機(ji)做成封閉結構主要(yao)是為了(le)適應多粉(fen)塵、還有腐蝕性物質(zhi)的生產現場(chang)。

環境適應性強(qiang)：而且(qie)輸(shu)出的電線(xian)、電纜要柔(rou)軟。

易于維(wei)護：電(dian)機(ji)要有一定的容錯性(xing)和相關保護設(she)備。

隨著(zhu)電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子技術的不(bu)斷(duan)發(fa)展，如(ru)今(jin)電(dian)(dian)力半導體(ti)技術已經(jing)(jing)由過去的整(zheng)流二極管(guan)、晶閘(zha)管(guan)、GTO、GTR、P-MOSFET發(fa)展到現在(zai)的IGBT、IPM等，再(zai)加上控制策略的不(bu)斷(duan)進步，現在(zai)工(gong)業(ye)機器人用(yong)(yong)伺服電(dian)(dian)機已經(jing)(jing)不(bu)局限于(yu)低頻率和低極數，而(er)是隨著(zhu)應用(yong)(yong)的場合(he)可以靈活地改(gai)變，以獲取更好的性(xing)能和更低的價格。

工(gong)作(zuo)制與(yu)發熱：工(gong)業機(ji)器人一般(ban)運(yun)行(xing)在頻繁加速、啟停的(de)情(qing)況下，由(you)(you)于這種(zhong)特殊的(de)運(yun)行(xing)方式’其伺服電機(ji)很大程(cheng)度(du)(du)上受到了溫度(du)(du)的(de)限制，不僅僅是額(e)定轉矩(ju)點的(de)溫度(du)(du)特性對(dui)工(gong)業機(ji)器人伺服電機(ji)來說很重要，整個運(yun)行(xing)空間的(de)運(yun)行(xing)溫度(du)(du)由(you)(you)加減速轉矩(ju)與維持轉矩(ju)的(de)工(gong)作制運(yun)行(xing)來決定。

轉動(dong)慣(guan)量(liang):伺(si)服(fu)電機(ji)的轉動(dong)慣量(liang)(liang)是(shi)伺(si)服(fu)驅動(dong)中非常重要(yao)(yao)的關鍵點，在機(ji)械(xie)系(xi)統(tong)加(jia)速運行的時(shi)候，伺(si)服(fu)電機(ji)不僅要(yao)(yao)提供(gong)給負載加(jia)速轉矩(ju)，而且要(yao)(yao)提供(gong)給自身(shen)加(jia)速轉矩(ju)，所(suo)以伺(si)服(fu)電機(ji)的轉動(dong)慣量(liang)(liang)和(he)系(xi)統(tong)的轉動(dong)慣量(liang)(liang)的配合(he)十分重要(yao)(yao)。

轉矩(ju)質量:工業機器人伺服(fu)電機要求轉(zhuan)矩(ju)的(de)(de)(de)平滑性，要求電機具有比(bi)較低的(de)(de)(de)轉(zhuan)矩(ju)脈(mo)動以及較平穩的(de)(de)(de)轉(zhuan)矩(ju)常數(shu)。平穩的(de)(de)(de)轉(zhuan)矩(ju)常數(shu)通常需要伺服(fu)電機有比(bi)較高(gao)的(de)(de)(de)抗飽(bao)和能力，而(er)且要細致考(kao)慮鐵耗(hao)與摩擦損(sun)耗(hao)對轉(zhuan)矩(ju)常數(shu)的(de)(de)(de)影響，一(yi)般需要合理(li)精致的(de)(de)(de)伺服(fu)電機電磁與結(jie)構的(de)(de)(de)設計(ji)才能滿(man)足(zu)轉(zhuan)矩(ju)質量要求。

高響(xiang)應能力(li):工(gong)業伺服電機(ji)(ji)系(xi)統追求(qiu)比較高的(de)(de)響(xiang)應(ying)能力(li)，影響(xiang)伺服系(xi)統的(de)(de)響(xiang)應(ying)能力(li)的(de)(de)因素(su)一般有電機(ji)(ji)轉(zhuan)動(dong)慣量、減速比、加減速轉(zhuan)矩、電機(ji)(ji)結構、控(kong)制策略(lve)等，高響(xiang)應(ying)能力(li)還與電機(ji)(ji)的(de)(de)發(fa)熱(re)密切相關。

磁鋼退磁:為(wei)了(le)使伺(si)服電(dian)機(ji)具有(you)高性能，目前(qian)普(pu)遍使用釹鐵硼永(yong)磁(ci)體來(lai)提(ti)供磁(ci)場，但(dan)它對溫度(du)比(bi)較(jiao)敏感，在(zai)高溫環境下容易發生不可逆退磁(ci)。工業機(ji)器人(ren)用伺(si)服電(dian)機(ji)需要(yao)有(you)高過載能力，更(geng)需要(yao)較(jiao)高的(de)電(dian)樞(shu)反應，因此轉(zhuan)子永(yong)磁(ci)體上(shang)感應出的(de)渦流損耗通常(chang)很大(da)，永(yong)磁(ci)體易升(sheng)溫，所以對伺(si)服電(dian)機(ji)的(de)溫度(du)計算和永(yong)磁(ci)體保護(hu)的(de)要(yao)求比(bi)較(jiao)高。

國(guo)內知名伺服電機/系統(tong)制造商

伴隨這幾年數控化的普及，國內機(ji)器人伺(si)服產品(pin)(pin)的銷量保持了快速增長，伺服(fu)系(xi)統的自主研發、制造生(sheng)產及(ji)應(ying)用已基本成(cheng)(cheng)熟，形成(cheng)(cheng)了一定的產品(pin)(pin)系(xi)列和自主配(pei)套能力，但產品(pin)(pin)在(zai)高性(xing)能、高可(ke)靠性(xing)方面，與(yu)國外名牌(pai)(pai)企業仍存在(zai)明顯差距，如國產品(pin)(pin)牌(pai)(pai)產品(pin)(pin)功(gong)率(lv)范圍(wei)多在(zai)3KW以(yi)內，中小功(gong)率(lv)居多，技術路線上與(yu)日(ri)系(xi)產品(pin)(pin)接(jie)近。

隨著工業(ye)機器人市場(chang)掀起(qi)熱潮，我(wo)國伺(si)服系(xi)統與國外名牌企業(ye)的(de)明顯(xian)差距已成為制約我(wo)國工業(ye)機器人產(chan)業(ye)的(de)“瓶(ping)頸(jing)”。從技術上(shang)看，國產(chan)伺(si)服電機主要有以(yi)下幾個(ge)缺(que)陷(xian)：

一(yi)、外形(xing)普遍較長，外觀(guan)粗糙(cao)，很難應用在一(yi)些(xie)高檔機器人上面(mian)。尤其是在輕(qing)載6kg左右的(de)桌面(mian)型機器人上，由于機器人手(shou)臂的(de)安裝空間非常狹小，對(dui)伺(si)服電機的(de)長度(du)有(you)嚴格要求。

二(er)、信號接插件(jian)的(de)可靠(kao)性需要(yao)改進，而且需要(yao)朝小型化(hua)、高(gao)密度化(hua)以及與(yu)伺服電機本(ben)體的(de)集成設計(ji)(ji)的(de)方(fang)(fang)向設計(ji)(ji)，方(fang)(fang)便安裝(zhuang)、調試、更換(huan)。

三、另一個核(he)心技術就是高精度(du)的(de)編碼器(qi)，尤其機器(qi)人(ren)上用(yong)的(de)多圈(quan)絕對值編碼器(qi)，嚴重依賴進(jin)口，是制(zhi)約我國高檔機器(qi)人(ren)發展的(de)很大瓶(ping)頸。編碼器(qi)的(de)小型化也是伺服電機小型化繞不過去的(de)核(he)心技術。

四、缺(que)失基礎(chu)性(xing)研究，包括絕對值編碼器技術(shu)(shu)、高端電機的(de)產業化制(zhi)(zhi)造技術(shu)(shu)、生產工(gong)藝的(de)突破、性(xing)能指標的(de)實(shi)用性(xing)驗(yan)證(zheng)和考核標準的(de)制(zhi)(zhi)定。

五、伺服系統各(ge)部(bu)分產業(ye)協(xie)同(tong)聯合(he)不夠，導致伺服電(dian)機和(he)驅(qu)動系統整體性能(neng)難以做(zuo)好。 

以上五(wu)點(dian)總結(jie)值得一(yi)提的(de)(de)(de)是，除了以上五(wu)點(dian)工藝硬傷，許多國(guo)內伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)廠商還在繼續采用購買過時技術、硬件打造(zao)“國(guo)產(chan)”電(dian)機(ji)的(de)(de)(de)做法，這(zhe)樣生產(chan)出(chu)來的(de)(de)(de)電(dian)機(ji)質(zhi)量(liang)、穩定性(xing)參差不(bu)齊(qi)，不(bu)僅擾亂市場(chang)，還打擊了企業(ye)內部自主研發的(de)(de)(de)熱情，不(bu)利于長期的(de)(de)(de)可持續發展。目(mu)前(qian)我國(guo)國(guo)內較大規(gui)模的(de)(de)(de)伺(si)服(fu)品(pin)牌有20余(yu)家(jia)，這(zhe)些(xie)制(zhi)造(zao)商的(de)(de)(de)部分產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)、性(xing)能較為突出(chu)，可圈可點(dian)，顯示出(chu)了一(yi)定的(de)(de)(de)獨立性(xing)和創新性(xing)。希望國(guo)產(chan)電(dian)機(ji)能早(zao)日(ri)更上一(yi)層(ceng)樓。

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