85%以上是外资品牌，国产几乎没有！工业机器人的“心脏”出路在何方？

伺服电机是工业机器人的动力系统，控制系统和自动化主要产品，一般安装在机器人的“关节”处，是机器人运动的“心脏”。

“伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思。“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机：在控制信号发出之前，转子静止不动；当控制信号发出时，转子立即转动；当控制信号消失时，转子能即时停转。伺服电机是自动控制装置中被用作执行元件的微特电机，其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。

为了提高工业生产的灵活性，机器人正变得越来越轻，同时为了保证机器人的动态和精度，高功率密度伺服电机至关重要。

在精加工作业领域，机器人甚至需要人手所具备的柔顺性，要求电机能以“罐头”大小实现高性能，提高生产质量和效率并保证操作员安全；在医用机器人领域，为了让机器人帮助患者早日恢复健康，对电机稳定性和可靠性提出了至高要求。

机器人对关节驱动电机的要求非常严格，因而对电动伺服驱动系统的要求也很严格。具体有以下几个方面：

• 快速响应性，电伺服系统的灵敏性愈高，快速响应性能愈好；

  
  

• 起动转矩惯量比大，在驱动负载的情况下，要求机器人的伺服电机的起动转钜大，转动惯量小；

  
  

• 控制特性的连续性和直线性，随着控制信号的变化，电机的转速能连续变化，有时还需转速与控制信号成正比或近似成正比，调速范围宽，能使用 1：1000～10000 的调速范围；

• 体积小、质量小、轴向尺寸短，以配合机器人的体形；

• 能经受得起苛刻的运行条件，可进行十分频繁的正反向和加减速运行。

《 2015－2019 年全球工业机器人伺服电机行业报告》显示，2013 年开始，中国成为世界最大的工业机器人市场。IDC 预测到 2020 年，中国机器人市场规模将达到 594 亿美元，中国市场将占全球机器人市场总量的 30% 以上，市场空间巨大。

与此同时，机器人的高速增长也带动伺服电机的巨大需求。

2014年，我国伺服电机销量飙升到全球销量的55％。2015 年，我国机器人用伺服系统市场规模约为 10.6 亿元，预计到 2020 年市场规模将达 47 亿元左右，未来五年复合增长率约为 35％ 。

然而，放眼国产伺服电机的现状：85% 以上是外资品牌，国产几乎没有。

据统计，目前在中国工业机器人市场，85％ 的伺服电机是外资品牌，其中前三名松下、三菱、安川均为日系品牌，总份额达到 45%，西门子、博世、施耐德等欧系品牌主要占据高端市场，市场份额在 30% 左右。而本土企业，大多数仍处于研制试验阶段，几乎没有工业化的工业机器人伺服电机。

另外，由于国产伺服电机有待升级，导致国产机器人发展困难。用一句话总结国产伺服电机目前的现状就是，小的不小，大的不大！这个怎么理解呢？

小功率伺服电机，小型化不行，普遍偏长，外观粗糙。这在一些高档的应用上不行，尤其是在轻载 6kg 左右的桌面型机器人上，由于机器人手臂的安装空间非常狭小，对伺服电机的长度有严格要求。

其次是信号接插件的可靠性一直饱受诟病。国产伺服需要继续改进，而且接插件的小型化、高密度化也是趋势，与伺服电机本体的集成设计是个很好的做法，目前日系的伺服电机很多就是这样设计的，方便安装、调试、更换。

伺服电机的另一个核心技术是高精度的编码器，尤其机器人上用的多圈绝对值编码器，严重依赖进口。编码器的小型化也是伺服电机小型化绕不过去的核心技术。纵观日系伺服电机产品的更迭，都是伴随着电机磁路和编码器的协同发展升级！

目前国内的伺服电机 OEM厂 家根据市场份额，大多是仿制日系伺服电机设计，功率多在 3kw 以内，以中小功率为多。而5.5-15kw 的中大功率伺服没有，导致有些设备上的应用，由于没有一台大功率的伺服电机和驱动配套，而被迫放弃掉整个系统。

总结下来，日系伺服系统的发展模式是分层协同发展，整体性能优异，与日本的机器人发展很相似。在中国是做电机的做电机、做编码器的做编码器、做驱动的做驱动，没有协同联合，导致伺服电机和驱动系统整体性能难以做好。

国产伺服电机的现状就是这样，需求大，但国产不能满足，主要还是靠国外品牌。想要弯道超车目前来看，难度较大。不过，可以学一学芯片领域的大黑马清华紫光，在伺服领域再造一个“紫光”，通过反向收购技术、专利，甚至拿下国外伺服品牌公司也未尝不可。当然，有个前提——还得有钱，足够多的钱……

另外一种方法就是，赶紧沉下心来搞研发，而且还是不计任何成本的去搞。目前来看很少有公司会这么干，但肯定有！总会有人，为工业机器人安上“中国心”。

End.

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