伺服電機科普

“伺服”一詞源于希臘語“奴隸”的意思?！?a href="http://m.u63ivq3.com/p/servosystem/" target="_self">伺服電機”可以理解為絕對服從控制信號指揮的電機：在控制信號發(fā)出之前，轉(zhuǎn)子靜止不動；當控制信號發(fā)出時，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動；當控制信號消失時，轉(zhuǎn)子能即時停轉(zhuǎn)。伺服電機是自動控制裝置中被用作執(zhí)行元件的微特電機，其功能是將電信號轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度。

機器人用伺服電機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。特別是像機器人末端執(zhí)行器（手爪）應采用體積、質(zhì)量盡可能小的電機，尤其是要求快速響應時，伺服電動機必須具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，能經(jīng)受得起苛刻的運行條件，可進行十分頻繁的正反向和加減速運行，并能在短時間內(nèi)承受過載。

機器人伺服的特殊要求

伺服電機分為交流伺服和直流伺服兩大類，交流伺服電機的基本構(gòu)造與交流感應電動機（異步電機）相似。在定子上有兩個相空間位移90°電角度的勵磁繞組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，達到控制電機運行的目的。交流伺服電機具有運行穩(wěn)定、可控性好、響應快速、靈敏度高以及機械特性和調(diào)節(jié)特性的非線性度指標嚴格（要求分別小于10％～15％和小于15％～25％）等特點。

直流伺服電機基本構(gòu)造與一般直流電動機相似。電機轉(zhuǎn)速n＝E／K1j＝（Ua－IaRa）／K1j，式中E為電樞反電動勢，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機的轉(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機中，勵磁繞組被永久磁鐵所取代，磁通φ恒定。直流伺服電動機具有良好的線性調(diào)節(jié)特性及快速的時間響應。

伺服電機的重要性

工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)和自動化產(chǎn)品主要涉及伺服電機、減速機、控制器和傳感器等。伺服電機是工業(yè)機器人的動力系統(tǒng)，一般安裝在機器人的“關(guān)節(jié)”處，是機器人運動的“心臟”。

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

伺服電機的市場分布

目前，在中國工業(yè)機器市場，主流的供應商包括，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75%。其中，日本品牌占比為50%；歐美品牌占比達25%。而國產(chǎn)品牌只占據(jù)了20%左右的市場份額。

當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)對精密伺服電機控制系統(tǒng)的需求主要依賴進口。機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展風生水起，隨著扶持政策對機器人產(chǎn)業(yè)的推進，以及國產(chǎn)伺服技術(shù)的不斷提升，我國伺服系統(tǒng)進口替代的步伐將加快。

國內(nèi)外伺服電機知名品牌

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)重于用于機械和電子驅(qū)動的產(chǎn)品、解決方案、系統(tǒng)和服務。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)動器、減速機、電機、制動器和離合器。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)和服務的自動化解決方案。

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

博世力士樂

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

博世力士樂同時為客戶提供各種液壓、電子傳動與控制、氣動、齒輪、線性傳動及組裝技術(shù)。公司業(yè)務遍及全球80多個國家，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

安川電機是世界一流的傳動產(chǎn)品制造商。安川電機（中國）有限公司是有近100年歷史的日本安川電機株式會社全額投資的外商獨資企業(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、控制器、機器人、各類系統(tǒng)工程設(shè)備、附件等機電一體化產(chǎn)品。事業(yè)領(lǐng)域包括驅(qū)動控制事業(yè)、運動控制事業(yè)、系統(tǒng)工程事業(yè)、機器人事業(yè)。

安川電機是運動控制領(lǐng)域?qū)I(yè)的生產(chǎn)廠商，是日本第一個做伺服電機的公司，其產(chǎn)品以穩(wěn)定快速著稱，性價比高，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)用機械到半導體、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“低價優(yōu)質(zhì)”而且有很強的競爭力。

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年列財富500強第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)務主要集中于6大領(lǐng)域：信息和通訊、自動化和控制、電力、交通、醫(yī)療系統(tǒng)和照明。

西門子工業(yè)業(yè)務領(lǐng)域能夠提供全球獨一無二的自動化技術(shù)、工業(yè)控制和驅(qū)動技術(shù)以及工業(yè)軟件，能夠滿足生產(chǎn)企業(yè)的所有需求，涵蓋整個價值鏈——從產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)，到產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售和服務。

貝加萊

貝加萊（B&R）是一家自動化技術(shù)領(lǐng)域的全球性領(lǐng)導廠商，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于中國市場的分公司--貝加萊工業(yè)自動化（上海）有限公司。

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

新時達

上海新時達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、傳動控制、運動控制和機器人產(chǎn)品并服務于全球的高新技術(shù)企業(yè)，創(chuàng)立于1995年。

自創(chuàng)立以來，新時達始終致力于產(chǎn)業(yè)自動化控制產(chǎn)物的研發(fā)、制造和銷售?；谧陨碓谶\動控制和驅(qū)動規(guī)模的研究成就，新時達確定了運動控制和產(chǎn)業(yè)機器人的業(yè)務成長偏向。機器人是產(chǎn)業(yè)自動化控制的最高端產(chǎn)物之一，是最具有代表性的控制、驅(qū)動、執(zhí)行一體化產(chǎn)物，新時達研發(fā)樂成基于以太網(wǎng)總線技術(shù)的高性能嵌入式運動控制器和伺服系統(tǒng)等為機器人產(chǎn)物的市場迅速推廣提供了技術(shù)實現(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)動和主軸驅(qū)動裝置性能指標達到國際先進水平，自主研制的5軸聯(lián)動高檔數(shù)控系統(tǒng)已有150多臺在汽車、能源、航空等領(lǐng)域成功應用。公司研制的60多種專用數(shù)控系統(tǒng)，應用于紡織機械、木工機械、玻璃機械、注塑機械以及雷達、火炮等武器裝備。公司紅外熱像儀產(chǎn)品已廣泛應用于鋼鐵、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)成套機床數(shù)控系統(tǒng)供應商。

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

南京埃斯頓

埃斯頓自動化公司成立于1993年，是國內(nèi)高端智能機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。