伺服電機(jī)科普

“伺服”一詞源于希臘語“奴隸”的意思?！八欧姍C(jī)”可以理解為絕對服從控制信號指揮的電機(jī)：在控制信號發(fā)出之前，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)；當(dāng)控制信號發(fā)出時(shí)，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)控制信號消失時(shí)，轉(zhuǎn)子能即時(shí)停轉(zhuǎn)。伺服電機(jī)是自動(dòng)控制裝置中被用作執(zhí)行元件的微特電機(jī)，其功能是將電信號轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度。

機(jī)器人用伺服電機(jī)要求控制器與伺服之間的總線通訊速度快；伺服的精度高；另外對基礎(chǔ)材料有加工要求。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和穩(wěn)定性，能經(jīng)受得起苛刻的運(yùn)行條件，可進(jìn)行十分頻繁的正反向和加減速運(yùn)行，并能在短時(shí)間內(nèi)承受過載。

機(jī)器人伺服的特殊要求

伺服電機(jī)分為交流伺服和直流伺服兩大類，交流伺服電機(jī)的基本構(gòu)造與交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（異步電機(jī)）相似。在定子上有兩個(gè)相空間位移90°電角度的勵(lì)磁繞組Wf和控制繞組WcoWf，接恒定交流電壓，利用施加到Wc上的交流電壓或相位的變化，達(dá)到控制電機(jī)運(yùn)行的目的。交流伺服電機(jī)具有運(yùn)行穩(wěn)定、可控性好、響應(yīng)快速、靈敏度高以及機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的非線性度指標(biāo)嚴(yán)格（要求分別小于10％～15％和小于15％～25％）等特點(diǎn)。

直流伺服電機(jī)基本構(gòu)造與一般直流電動(dòng)機(jī)相似。電機(jī)轉(zhuǎn)速n＝E／K1j＝（Ua－IaRa）／K1j，式中E為電樞反電動(dòng)勢，K為常數(shù)，j為每極磁通，Ua、Ia為電樞電壓和電樞電流，Ra為電樞電阻，改變Ua或改變φ，均可控制直流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，但一般采用控制電樞電壓的方法，在永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)中，勵(lì)磁繞組被永久磁鐵所取代，磁通φ恒定。直流伺服電動(dòng)機(jī)具有良好的線性調(diào)節(jié)特性及快速的時(shí)間響應(yīng)。

伺服電機(jī)的重要性

工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)和自動(dòng)化產(chǎn)品主要涉及伺服電機(jī)、減速機(jī)、控制器和傳感器等。伺服電機(jī)是工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)，一般安裝在機(jī)器人的“關(guān)節(jié)”處，是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的“**”。

目前，機(jī)器人的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)離不開伺服系統(tǒng)，關(guān)節(jié)越多，機(jī)器人的柔性和精準(zhǔn)度越高，所要使用的伺服電機(jī)的數(shù)量就越多。機(jī)器人對伺服系統(tǒng)的要求較高，必須滿足快速響應(yīng)、高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、動(dòng)轉(zhuǎn)矩慣量比大、調(diào)速范圍寬，要適應(yīng)機(jī)器人的形體做到體積小、重量輕、加減速運(yùn)行等條件，且需要高可靠性和穩(wěn)定性。目前，工業(yè)機(jī)器人使用的較多的是交流伺服系統(tǒng)。

伺服電機(jī)的市場分布

目前，在中國工業(yè)機(jī)器市場，主流的供應(yīng)商包括，日本松下、安川、三菱，以及歐洲和美國的倫茨和博世力士樂。從市占率來看，目前國外伺服企業(yè)在我國的市場占有率達(dá)75%。其中，日本品牌占比為50%；歐美品牌占比達(dá)25%。而國產(chǎn)品牌只占據(jù)了20%左右的市場份額。

當(dāng)前我國中低端伺服系統(tǒng)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，但高端伺服系統(tǒng)尚未形成商品化和批量生產(chǎn)能力，國內(nèi)對精密伺服電機(jī)控制系統(tǒng)的需求主要依賴進(jìn)口。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展風(fēng)生水起，隨著扶持政策對機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)，以及國產(chǎn)伺服技術(shù)的不斷提升，我國伺服系統(tǒng)進(jìn)口替代的步伐將加快。

國內(nèi)外伺服電機(jī)知名品牌

倫茨

倫茨(LenzeAG)是德國前沿的工業(yè)創(chuàng)新型企業(yè)之一，在全球擁有約3200名員工。在德國大約有300名員工從事研發(fā)工作。主要側(cè)重于用于機(jī)械和電子驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品、解決方案、系統(tǒng)和服務(wù)。公司的總部位于德國哈梅林，于1947年由漢斯倫茨成立。

倫茨的產(chǎn)品范圍包括變頻器、伺服驅(qū)動(dòng)器、減速機(jī)、電機(jī)、制動(dòng)器和離合器。此外，它還采用集成了軟件、可視化和控制，以及系統(tǒng)工程、耦合技術(shù)和服務(wù)的自動(dòng)化解決方案。

Lenze集團(tuán)于1997年在中國北京設(shè)立辦事處，正式進(jìn)入中國市場。Lenze致力于不斷擴(kuò)大其在中國的業(yè)務(wù)，并穩(wěn)步建立中國市場。2007年，Lenze集團(tuán)在中國上海設(shè)立了全資子公司，倫茨（上海）傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司。

博世力士樂

博世力士樂（BoschRexroth）是全球領(lǐng)先的傳動(dòng)與控制技術(shù)專家，致力于為各類機(jī)械和系統(tǒng)設(shè)備提供安全、精準(zhǔn)、高效以及高性價(jià)比的傳動(dòng)與控制技術(shù)。公司融合全球的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)創(chuàng)新的產(chǎn)品，為行走機(jī)械、機(jī)械應(yīng)用與工程、工廠自動(dòng)化及可再生能源每一個(gè)細(xì)分市場的客戶量身定制系統(tǒng)解決方案及服務(wù)。

博世力士樂同時(shí)為客戶提供各種液壓、電子傳動(dòng)與控制、氣動(dòng)、齒輪、線性傳動(dòng)及組裝技術(shù)。公司業(yè)務(wù)遍及全球80多個(gè)國家，擁有37，500多名專業(yè)員工，2012年全球的銷售額近65億歐元。

安川

安川電機(jī)是世界一流的傳動(dòng)產(chǎn)品制造商。安川電機(jī)（中國）有限公司是有近100年歷史的日本安川電機(jī)株式會社全額投資的外商獨(dú)資企業(yè)，于1999年4月在上海注冊成立，注冊資金3110萬美金。經(jīng)營范圍：安川品牌的變頻器、伺服電機(jī)、控制器、機(jī)器人、各類系統(tǒng)工程設(shè)備、附件等機(jī)電一體化產(chǎn)品。事業(yè)領(lǐng)域包括驅(qū)動(dòng)控制事業(yè)、運(yùn)動(dòng)控制事業(yè)、系統(tǒng)工程事業(yè)、機(jī)器人事業(yè)。

安川電機(jī)是運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域?qū)I(yè)的生產(chǎn)廠商，是日本第一個(gè)做伺服電機(jī)的公司，其產(chǎn)品以穩(wěn)定快速著稱，性價(jià)比高，是全球銷售量最大，使用行業(yè)最多的伺服品牌。從一般工業(yè)用機(jī)械到半導(dǎo)體、電子零部件制造設(shè)備，安川都能提供適合于各種用途的最匹配的伺服、控制器產(chǎn)品。

松下

松下1992年進(jìn)入中國，2004年在珠海建廠開始生產(chǎn)伺服系統(tǒng)，近年伺服產(chǎn)品的出貨量一直處于領(lǐng)先地位，在國內(nèi)銷售德伺服產(chǎn)品以小功率為主，產(chǎn)品以“低價(jià)優(yōu)質(zhì)”而且有很強(qiáng)的競爭力。

西門子

西門子是世界上最大的電氣和電子公司之一，歷經(jīng)150年來常盛不衰，其營業(yè)收入在2003年列財(cái)富500強(qiáng)第21位，在電子電氣類公司中更是名列榜首。西門子是一家大型國際公司，公司的業(yè)務(wù)主要集中于6大領(lǐng)域：信息和通訊、自動(dòng)化和控制、電力、交通、醫(yī)療系統(tǒng)和照明。

西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域能夠提供全球獨(dú)一無二的自動(dòng)化技術(shù)、工業(yè)控制和驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及工業(yè)軟件，能夠滿足生產(chǎn)企業(yè)的所有需求，涵蓋整個(gè)價(jià)值鏈——從產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)，到產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售和服務(wù)。

貝加萊

貝加萊（B&R）是一家自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的全球性領(lǐng)導(dǎo)廠商，總部位于奧地利Eggelsberg，于1979年由ErwinBernecker先生和JosefRainer先生共同創(chuàng)建。1996年8月，貝加萊在上海成立了服務(wù)于中國市場的分公司--貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（上海）有限公司。

如今，貝加萊的產(chǎn)品和方案已廣泛應(yīng)用于機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域，如包裝、印刷、塑料、紡織、食品飲料、機(jī)床、半導(dǎo)體、制藥等行業(yè)；以及過程自動(dòng)化領(lǐng)域，如電力、冶金、市政、交通、石油、化工和水泥等行業(yè)。

新時(shí)達(dá)

上海新時(shí)達(dá)電氣股份有限公司是專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)銷售工業(yè)控制、傳動(dòng)控制、運(yùn)動(dòng)控制和機(jī)器人產(chǎn)品并服務(wù)于全球的高新技術(shù)企業(yè)，創(chuàng)立于1995年。

自創(chuàng)立以來，新時(shí)達(dá)始終致力于產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化控制產(chǎn)物的研發(fā)、制造和銷售?；谧陨碓谶\(yùn)動(dòng)控制和驅(qū)動(dòng)規(guī)模的研究成就，新時(shí)達(dá)確定了運(yùn)動(dòng)控制和產(chǎn)業(yè)機(jī)器人的業(yè)務(wù)成長偏向。機(jī)器人是產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化控制的最高端產(chǎn)物之一，是最具有代表性的控制、驅(qū)動(dòng)、執(zhí)行一體化產(chǎn)物，新時(shí)達(dá)研發(fā)樂成基于以太網(wǎng)總線技術(shù)的高性能嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器和伺服系統(tǒng)等為機(jī)器人產(chǎn)物的市場迅速推廣提供了技術(shù)實(shí)現(xiàn)平臺。

華中數(shù)控

武漢華中數(shù)控股份有限公司創(chuàng)立于1994年，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的伺服驅(qū)動(dòng)和主軸驅(qū)動(dòng)裝置性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平，自主研制的5軸聯(lián)動(dòng)高檔數(shù)控系統(tǒng)已有150多臺在汽車、能源、航空等領(lǐng)域成功應(yīng)用。公司研制的60多種專用數(shù)控系統(tǒng)，應(yīng)用于紡織機(jī)械、木工機(jī)械、玻璃機(jī)械、注塑機(jī)械以及雷達(dá)、火炮等武器裝備。公司紅外熱像儀產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、能源、化工、醫(yī)療等行業(yè)。

廣州數(shù)控

廣州數(shù)控設(shè)備有限公司（GSK）--中國南方數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地，國內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先的專業(yè)成套機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)供應(yīng)商。

主營業(yè)務(wù)有：數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、伺服電機(jī)研發(fā)生產(chǎn)，數(shù)控機(jī)床連鎖營銷、機(jī)床數(shù)控化工程，工業(yè)機(jī)器人、精密數(shù)控注塑機(jī)研制，數(shù)控高技能人才培訓(xùn)。

南京埃斯頓

埃斯頓自動(dòng)化公司成立于1993年，是國內(nèi)高端智能機(jī)械裝備及其核心控制和功能部件制造業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)之一。