工业机器人与伺服电机的共存关系

 

　　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，主要有以下几个方面：

 

　　1）快速响应性，电伺服系统的灵敏性愈高，快速响应性能愈好。

 

　　2）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矩大，转动惯量小。

 

　　3）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，能使用于1：1000～10000的调速范围。

 

　　4）体积小、质量小、轴向尺寸短，以配合机器人的体形。

 

　　5）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。

 

　　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。国产伺服电机目前的现状是，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，比如轻载机器人常用的200W和400W伺服电机，目前多摩川的TBL-imini系列伺服微电机等日系电机短小精致。

 

　　反观国产伺服，普遍较长，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。没有实现国产化，是制约我国高档伺服系统发展的很大瓶颈。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。

　　其次是伺服系统缺失基础性研究，包括绝对值编码器技术、高端电机的产业化制造技术、生产工艺的突破、性能指标的实用性验证和考核标准的制定。这些都需要机器人行业的核心零部件企业去完善。