伺服电机国产化有待加速

日前，格力从功率密度、齿槽转矩、电流环设计等三方面入手，自主研发出工业机器人用高性能伺服电机，该电机被科技成果鉴定会专家组评审为：总体技术达到“国际先进”水平，其功率密度、过载能力等性能指标达到“国际领先”水平。

伺服电机一般安装在机器人的“关节”处，机器人的关节驱动离不开伺服系统，关节越多，机器人的柔性和精准度越高，需要使用的伺服电机的数量也就越多。2003-2017年，全球工业机器人持续快速增长。2013年以来，我国一跃成为全球最大的工业机器人消费国。随着机器人的广泛应用，助力机器人实现精确定位和运动的伺服电机也迎来了迅猛发展。

近年来，我国工业机器人产业链业获得了长足发展，主要集中在本体和集成端，其核心零部件仍大部分依靠进口，这极大地制约了我国工业机器人产业的发展。据世界机器人联合会统计，减速器、控制器和伺服电机三大核心零部件是工业机器人最重要的组成部分，成本占比分别为36%、12%、24%。

伺服电机是一种补助马达间接变速装置，在伺服系统中控制机械元件的运转，可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，相当于工业机器人的“神经系统”。

工业机器人对伺服电机有着极为严格的要求：快速响应，起动转矩惯量比大，控制特性的连续性和直线性，体积小、质量小、轴向尺寸短，能经受苛刻的运行条件等。

目前，工业机器人使用的较多的是交流伺服系统，国内伺服电机高端市场主要被日本和欧美的外企占据。统计数据显示，国外品牌在中国交流伺服市场份额达到了80%左右。其中，日系产品以50%左右的市场份额居首，欧系品牌整体市场份额在30%左右，而国内企业整体份额不足10%。

由于日系伺服电机的技术和性能都比较贴合我国客户的需求，国产伺服电机大多是仿制日系伺服电机设计，功率多在3kW以内，以中小功率居多，而5.5~15kW的中大功率伺服电机则比较少。

近年来，受益于产业升级的影响，我国伺服电机自主配套能力已现雏形，产品功率范围大多在22kW以内，较大规模的伺服品牌有20余家。据统计，2016年我国伺服电机行业相关专利申请数量达14058项，相较于2010年，其年复合增长率高达31.68%。

《2015-2019年全球工业机器人伺服电机行业报告》预计到2019年，中国市场对伺服电机的需求将达到18.2万台。行业专家预计，到2020年我国工业机器人用伺服系统市场规模将达47亿元左右，未来5年复合增长率约达35%。

有专家表示，信号接插件的可靠性是伺服电机的核心技术之一。因此，国产伺服需要持续改进接插件可靠性技术，朝着小型化、高密度化与伺服电机本体的集成设计方向发展，以方便安装、调试、更换。

高精度的编码器也是伺服电机的核心技术之一，尤其工业机器人上用的多圈绝对值编码器技术大多依赖进口，严重制约着我国高档伺服系统的发展。同时，高档机器人要求伺服电机朝着小型化方向发展，因此编码器的小型化也将是发展趋势之一。

此外，国内正逐步加强伺服系统的基础性研究，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、伺服系统各部分产业协同联合等，这些都需要国内伺服系统行业的核心零部件企业去创新、改进和完善。

《中国制造2025》规划总体部署了机器人伺服电机的目标：到2020年，性能、精度、可靠性达到国外同类产品水平。因此，在国内伺服电机的自主研发方面，我国还需加大对关键技术的投入和研发，提高零部件自给率，整合现有研发资源，尽快形成一批技术研发实验室、工程中心、企业技术中心、整机及关键零部件检测中心等，同时培育自主知识产权品牌，将国内伺服电机产业做大做强。