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工業機器人三大核心部件之一:伺服電機市場現狀剖析！

摘要： 伺服電機與減速器、控制器被認為是工業機器人三大核心零部件，也是制約我國工業機器人產業發展的主要瓶頸。其中，伺服電機是一種補充馬達間接變速的裝置，可將電壓信號轉化為轉矩和轉速信號，以控制機器人的具象表現，是工業機器人的動力系統及運動的“心臟”。本文以工業機器人伺服電機的市場現狀和技術難點為基礎，分析了其未來發展趨勢。

2018年工(gong)(gong)(gong)業機器人(ren)的(de)(de)總(zong)成本中(zhong)，伺(si)服電(dian)機、減速器和控制器三大核(he)心部(bu)件的(de)(de)比例約為(wei)70%，分別為(wei)22%、32%和12%，伺(si)服電(dian)機在工(gong)(gong)(gong)業機器人(ren)產業的(de)(de)地位從(cong)技術和成本上(shang)，均為(wei)不可或缺的(de)(de)一環，隨著工(gong)(gong)(gong)業自(zi)動化和“智能制造”的(de)(de)發展(zhan)，工(gong)(gong)(gong)業機器人(ren)的(de)(de)應用領域不斷延伸(shen)，優(you)化伺(si)服電(dian)機技術的(de)(de)同時，降低成本是增(zeng)強國產產品競爭力的(de)(de)必然(ran)途徑(jing)。

圖1 工業機器人結構及成本占比

　(資(zi)料(liao)來源：公開(kai)資(zi)料(liao))

依托(tuo)工(gong)業機器人(ren)產業發展

應(ying)用(yong)市場增(zeng)速迅(xun)猛

在(zai)市(shi)場(chang)上(shang)，伺服(fu)電機作為工(gong)(gong)業機器人(ren)的配套(tao)部件，與工(gong)(gong)業機器人(ren)出貨量(liang)比例為1:1，根據國際機器人(ren)聯(lian)合會(IFR)數據顯示，2018年(nian)國內(nei)工(gong)(gong)業機器人(ren)伺服(fu)電機裝機量(liang)為15.64萬套(tao)，市(shi)場(chang)規(gui)模為23.2億元(yuan)，近三(san)年(nian)的平均復合增長率為33%，增速迅猛(meng)。

圖2 2015～2019年國內工業(ye)機(ji)器人控(kong)制器市場(chang)規模及(ji)預測

(資料來(lai)源：金(jin)智創新行業研究(jiu)中心)

市場競爭激烈(lie)

國產(chan)向上突圍難(nan)度大

目前，國內伺服電機 系統供貨商主要分為歐美系、日系、臺系和國產品牌四大陣營。其中，日系憑借良好的產品性能與極具競爭力的價格壟斷了中小型OEM(設備制造業)市場;歐美品牌以大型機械市場為主，占據高端領域;臺灣品牌產品價格和技術水平定位于外資品牌和國產品牌之間。

國產(chan)企業技(ji)術路線(xian)上與日(ri)系產(chan)品接近，但由于發展較(jiao)晚(wan)，相比日(ri)本(ben)技(ji)術水平還有待提高，向(xiang)上突圍還需時日(ri)。

圖3 國內(nei)工業機(ji)器人伺服電機(ji)市場格局(ju)

(資料來源：金智創新行(xing)業研究(jiu)中心(xin))

國產(chan)(chan)企業(ye)以(yi)(yi)匯川技術、埃(ai)斯頓、廣(guang)州數控為代表，產(chan)(chan)品(pin)功率范圍(wei)多在22KW以(yi)(yi)內，近年來整體競爭(zheng)力在不斷提高。

表1 國內工業(ye)機(ji)器人伺服電機(ji)主要(yao)企業(ye)

(資料來源：金智創(chuang)新行業(ye)研究中心(xin))

小型集成和大功率應用(yong)是國產產品兩(liang)大短(duan)板

工業機(ji)器人中，伺服電機(ji)用于驅動(dong)機(ji)器人的關(guan)節，對功率(lv)(lv)質量比、扭矩慣量比、高(gao)啟動(dong)轉矩等(deng)要求較高(gao)，造成(cheng)伺服電機(ji)的小體積集成(cheng)和(he)大(da)功率(lv)(lv)的應(ying)用成(cheng)為技術(shu)的關(guan)鍵核心。

國內(nei)伺服(fu)電(dian)機起步較(jiao)晚，早期研究主(zhu)要(yao)對標中(zhong)小(xiao)型設備制(zhi)造業的(de)(de)日系(xi)產品，與日系(xi)產品有較(jiao)強的(de)(de)趨同性，產品以5.5～15kW功(gong)率(lv)的(de)(de)中(zhong)小(xiao)型功(gong)率(lv)產品為主(zhu)，導致(zhi)國產大功(gong)率(lv)伺服(fu)電(dian)機產品的(de)(de)研究滯后(hou)，并且在(zai)小(xiao)型化集成方面的(de)(de)技術上(shang)尚不及日系(xi)產品。這兩個方向是(shi)國內(nei)企業亟需完善的(de)(de)方向。

表2 國(guo)產伺服(fu)電(dian)機產品與國(guo)外(wai)對比

(資料(liao)來(lai)源：金智創新行業(ye)研究中心)

國內(nei)以補齊(qi)大功率和小型集成短板為方向

提高(gao)產品競爭力

工(gong)業(ye)機(ji)器人是(shi)(shi)推動產業(ye)升級發(fa)展(zhan)的(de)(de)重(zhong)要支持(chi)手段(duan)，伺服(fu)電(dian)機(ji)作為機(ji)器人中(zhong)的(de)(de)執行單元，是(shi)(shi)影響工(gong)業(ye)機(ji)器人性能(neng)的(de)(de)主要因素，未來(lai)國(guo)內伺服(fu)電(dian)機(ji)市場受益于產業(ye)升級需要的(de)(de)市場增容影響，將繼續保持(chi)較快的(de)(de)增長(chang)速度，國(guo)產產品進(jin)口替代的(de)(de)空間依然(ran)巨大，生產與大功率機(ji)器人配套的(de)(de)伺服(fu)電(dian)機(ji)和優(you)化小型(xing)、高密集成路徑，是(shi)(shi)國(guo)產產品的(de)(de)主要發(fa)展(zhan)方(fang)向。

小結

伺服電機(ji)將(jiang)控制器(qi)(qi)給出的(de)電壓信號轉化為(wei)轉矩和轉速信號，控制機(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)具象表現，是(shi)工(gong)業機(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)動力系(xi)統及運動的(de)“心臟”。工(gong)業機(ji)器(qi)(qi)人(ren)生產成(cheng)本(ben)中伺服電機(ji)占22%，是(shi)技術和成(cheng)本(ben)中重要的(de)一環。

近年來，伺服電機依托工業機器人產業發展，應用市場增速迅猛，但市場競爭激烈、總體穩定，國產向上突圍難度大，目前小型集成和大功率應用是國產產品的兩大短板，未來國內以補齊大功率和小型集成短板為方向，提高產品競爭力。

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