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【官網(wǎng)】百事注冊-SSS-百事，核心提示：一、伺服電機(jī)技術(shù)整體進(jìn)展情況工業(yè)機(jī)器人核心部件中，伺服電機(jī)技術(shù)備受關(guān)注。近年來，國外以西門子、奔馳以及美國部分企業(yè)為主流，推出了一系列產(chǎn)品。從理論層面來看，最近幾年該技術(shù)并沒有全新突破，更多是聚焦于具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝，旨在通過這些方面的改進(jìn)來大幅降低損耗，并提高電機(jī)密度。雖然國內(nèi)外都在開展相關(guān)
工業(yè)機(jī)器人核心部件中，伺服電機(jī)技術(shù)備受關(guān)注。近年來，國外以西門子、奔馳以及美國部分企業(yè)為主流，推出了一系列產(chǎn)品。從理論層面來看，最近幾年該技術(shù)并沒有全新突破，更多是聚焦于具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝，旨在通過這些方面的改進(jìn)來大幅降低損耗，并提高電機(jī)密度。雖然國內(nèi)外都在開展相關(guān)研發(fā)工作，但部分工業(yè)發(fā)展相對落后的企業(yè)，在技術(shù)水平上還難以達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)要求。
就電機(jī)本身而言，為提高電機(jī)密度，像西門子等企業(yè)采用了斜槽或斜級的方式，這種方法有助于降低齒槽轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而提高電機(jī)速度的平穩(wěn)性，不過也會在一定程度上降低額定扭矩。不同企業(yè)在這方面不斷探索優(yōu)化，力求在保證電機(jī)性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)更好的綜合效果。
在伺服電機(jī)技術(shù)進(jìn)展（材料）方面，材料是國內(nèi)電機(jī)中不可或缺且目前較難突破的一部分，因其需要適應(yīng)高溫應(yīng)用環(huán)境，所以對材料質(zhì)量要求很高。目前，日本在這方面的技術(shù)已非常成熟，并應(yīng)用到系統(tǒng)材料之上，而我國尚處于實(shí)驗(yàn)性的基礎(chǔ)階段，與國外相比至少落后 10 年，這一差距使得我國在伺服電機(jī)材料應(yīng)用上相對受限，影響了整體性能的提升。
編碼器技術(shù)也是我國面臨的瓶頸之一，我國電機(jī)所使用的反饋編碼器以及各類傳感器，基本上依賴國外進(jìn)口產(chǎn)品，例如 SICK Stegmann 的產(chǎn)品。以一個(gè)價(jià)格為 3 千的電機(jī)產(chǎn)品為例，編碼器的成本可能就占到 1 千，且編碼器環(huán)節(jié)蘊(yùn)含著較大利潤空間，相比之下電機(jī)本身利潤較低。在編碼器技術(shù)領(lǐng)域，SICK 的技術(shù)值得推崇，其采用一根反饋線，將電源線集成在一起，僅用一條電纜線即可滿足需求，這對于整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及布線成本控制都有著很大幫助，能在一定程度上優(yōu)化系統(tǒng)集成與成本管理。
近年來，直驅(qū)、直線、集成式伺服電機(jī)等產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，有著各自重要的應(yīng)用背景。直驅(qū)電機(jī)去除了傳統(tǒng)部件，能夠大大提高整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用特性。然而，它也存在一定的概念誤區(qū)，要達(dá)到與傳統(tǒng)電機(jī)同樣的扭矩，直驅(qū)電機(jī)的體積會增大，因?yàn)榕ぞ孛芏扰c體積成正比關(guān)系，這在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)具體場景權(quán)衡利弊。
直線電機(jī)具有無背隙、高動態(tài)響應(yīng)的優(yōu)勢，在高精度雕銑（高光機(jī)）、激光加工、精密定位平臺等領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。但它必須配備更好的反饋元件，才能獲得較高的定位精度，這對相關(guān)配套元件的性能提出了較高要求。
前幾年較熱的集成式伺服電機(jī)存在較大問題，尤其是發(fā)熱問題較為突出，這使其必須降低使用頻率，不適用于重載機(jī)器人應(yīng)用場景，相對更適合應(yīng)用在小功率的人工協(xié)作機(jī)器人上。并且從市場銷售情況來看，即使曾經(jīng)進(jìn)行產(chǎn)品化推廣，如在美國的推廣實(shí)踐中，自 2011 年底推向市場后，銷量未超過 1 千臺，不過其概念本身仍具有一定創(chuàng)新性和可取之處。
總體而言，我國與國外在伺服電機(jī)領(lǐng)域存在差距，核心問題并非在于伺服電機(jī)本身，而是核心技術(shù)方面。我國目前所使用的伺服總芯技術(shù)，其所有的標(biāo)準(zhǔn)、定義都并非由中國人制定，而是全部來源于歐洲和日本，例如 EtherCAT 等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
在安全功能方面，我國以前對其關(guān)注度較低，像 SIL 的安全功能，是歐美驅(qū)動器普遍采用的安全功能技術(shù)，我國在這方面的應(yīng)用相對滯后，需要進(jìn)一步加強(qiáng)研發(fā)與應(yīng)用，以提升工業(yè)機(jī)器人整體的安全性和可靠性。
以美國羅克韋爾的架構(gòu)系統(tǒng)為例，目前有兩種總線，選擇這兩種總線的優(yōu)勢在于不加任何東西就可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)，不過它們是基于 TCRP 的架構(gòu)，存在實(shí)時(shí)性、速度不夠快的缺點(diǎn)，盡管如此，像 EtherCAT 雖不是基于 TCRP 的架構(gòu)，但滿足機(jī)器人的應(yīng)用是沒有問題的，不同的總線架構(gòu)各有特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中需根據(jù)具體需求進(jìn)行選擇和優(yōu)化。
綜上所述，我國工業(yè)機(jī)器人在伺服電機(jī)相關(guān)技術(shù)方面與國外存在多方面差距，需要加大研發(fā)投入，突破核心技術(shù)瓶頸，重視安全功能提升以及優(yōu)化總線架構(gòu)等方面的工作，逐步縮小差距，提升我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的整體競爭力。
