自動(dòng)化浪潮中 伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)器人未來(lái)

近年來(lái)，隨著國(guó)際制造業(yè)自動(dòng)化發(fā)展潮流的來(lái)臨，國(guó)內(nèi)工業(yè)制造業(yè)正在加速轉(zhuǎn)型，對(duì)于自動(dòng)化軟件及硬件設(shè)備的需求都居高不下，在這個(gè)過(guò)程中，不可避免的工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)需求正在強(qiáng)勁上漲，機(jī)器人作為現(xiàn)代電子與軟件技術(shù)的尖端集合體，對(duì)于相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，尤其是伺服系統(tǒng)市場(chǎng)促進(jìn)作用非常明顯。

所謂的伺服控制系統(tǒng)是一種以機(jī)械位置或角度作為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng)，例如數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、機(jī)械手等;以制造業(yè)自動(dòng)化第一品牌以及工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成商的廣東拓斯達(dá)為例，拓斯達(dá)自主研發(fā)的機(jī)械手在伺服控制技術(shù)，機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與仿真，動(dòng)作控制和減振技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國(guó)際水平，并喜獲廣東省名牌產(chǎn)品。使用在伺服系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)要求具有響應(yīng)速度快、定位準(zhǔn)確、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(使用在機(jī)電系統(tǒng)中的伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，為了能夠和絲杠等機(jī)械部件直接相連。伺服電機(jī)有一種專門(mén)的小慣量電機(jī)，為了得到極高的響應(yīng)速度。但這類(lèi)電機(jī)的過(guò)載能力低，當(dāng)使用在進(jìn)給伺服系統(tǒng)中時(shí)，必須加減速裝置。

根據(jù)調(diào)查顯示，2010年，中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng) 銷(xiāo)量為14980臺(tái)，2011年達(dá)到22577臺(tái)，同比增長(zhǎng)50.7%。2012年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)量達(dá)到26902臺(tái)，同比增長(zhǎng)19.2%。預(yù)計(jì)2014年，中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)需求總量將達(dá)37000臺(tái)，占全球比重16.9%，成為規(guī)模最大的市場(chǎng)。龐大的機(jī)器人市場(chǎng)需求，同時(shí)對(duì)伺服系統(tǒng)的需求也不斷上升。

由于我國(guó)在伺服系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)發(fā)展較晚難以與國(guó)外品牌競(jìng)爭(zhēng)，直到2000年，中國(guó)加入WTO，中國(guó)企業(yè)在吸取國(guó)外先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的前提下，開(kāi)始自主研發(fā)伺服系統(tǒng)。至此，中國(guó)的伺服系統(tǒng)的市場(chǎng)份額有所提高。到了2011年市場(chǎng)容量60多億元，比上年增長(zhǎng)22.0%。2012年，由于國(guó)際經(jīng)濟(jì)的影響以及國(guó)內(nèi)供求問(wèn)題導(dǎo)致伺服市場(chǎng)下滑14.9%。直到2013年下半年，伺服市場(chǎng)才開(kāi)始逐步回暖，上升幅度在5%左右?，F(xiàn)在中國(guó)的伺服系統(tǒng)市場(chǎng)仍由國(guó)外企業(yè)占據(jù)大半壁江山。而一批國(guó)內(nèi)企業(yè)也在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中逐漸成長(zhǎng)起來(lái)。

伺服控制系統(tǒng)對(duì)工業(yè)機(jī)器人而言，關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，要求有最大功率質(zhì)量比和扭矩慣量比、高起動(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和穩(wěn)定性，并且具有較大的短時(shí)過(guò)載能力。這是伺服電動(dòng)機(jī)在工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用的先決條件。

隨著中國(guó)自動(dòng)化市場(chǎng)的快速發(fā)展，運(yùn)動(dòng)控制市場(chǎng)作為自動(dòng)化市場(chǎng)的重要組成部分，在產(chǎn)品和技術(shù)上不斷完善和成熟，從2005年以來(lái)進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期，每年增長(zhǎng)率超過(guò)25%。在2009年由于整體經(jīng)濟(jì)環(huán)境不景氣出現(xiàn)了負(fù)增長(zhǎng)，但2010年迅速回彈，增長(zhǎng)速度超過(guò)60%，為歷年之最;在2011年相對(duì)去年來(lái)說(shuō)增速有所回落，但也有22%的增長(zhǎng)。伺服系統(tǒng)市場(chǎng)2011年市場(chǎng)容量60多億元，比上年增長(zhǎng)22.0%，相對(duì)于去年63.6%的增長(zhǎng)率來(lái)說(shuō)2011年伺服市場(chǎng)增長(zhǎng)恢復(fù)穩(wěn)定，這得益于國(guó)家相關(guān)的經(jīng)濟(jì)政策。