我们都知道，工业机器人的“三大”核心部件包括伺服电机、减速器和控制器，这也是制约我国机器人发展的重要瓶颈。今天咱们重点谈一谈工业机器人的伺服电机市场及进口替代，下期将会重点谈一谈精密减速机。

电动伺服驱动系统是工业机器人的必不可少的关键零部件，是利用各种电机产生的力矩和力，直接或间接地驱动机器人本体，以获得机器人的各种运动的执行机构，通常由伺服电机以及伺服驱动器组成。除了可以进行速度与转矩控制外，伺服系统还可以进行精确、快速、稳定的位置控制。

伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补充马达间接变速装置，它将电压信号转化为转矩和转速，以驱动控制对象，可使控制速度、位臵精度非常准确，是工业机器人的动力系统以及机器人运动的“心脏”。

安川电机的伺服电机和伺服驱动器产品

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，所要使用的伺服电机的数量就越多。

工业机器人对关节驱动电机的要求非常严格，交流伺服电机在工业机器人中得到了广泛应用。工业机器人对伺服电机的严格要求体现在：

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1:1000～1:10000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）能经受住苛刻的运行条件，可进行十分频繁的正反向和加减速运行，并能在短时间内承受数倍过载。交流伺服驱动器因其具有转矩转动惯量比高、无电刷及换向火花等优点，在工业机器人中得到广泛应用。

《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。

目前，国内伺服电机高端市场主要被国外知名企业所占据，主要来自日本和欧美，未来国产替代空间很大（参见本公众号上一篇文章 工业机器人关键部件国产化替代提速）。有统计数据显示，国外品牌占据了中国交流伺服市场80%左右的市场份额。其中，日系产品以50%左右的市场份额居首，其著名品牌包括松下、三菱电机、安川、三洋和富士等等（其中，前三名分别为松下、三菱电机和安川，总份额约占45%），以西门子、博世和施耐德为代表的欧系品牌占据国内伺服电机的高端市场，整体市场份额在30%左右，国内企业整体份额不足10%。日系产品的特点是技术和性能水平比较符合中国用户的需求，以良好的性价比和较高的可靠性获得了稳定且持续的客户源，在中小型OEM市场上尤其具有垄断优势。

未来5年，我国伺服系统行业受益于产业升级的影响，将保持较快增长，国产替代空间还很大。当前，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，技术线上与日系产品接近，较大规模的伺服品牌有20余家，主要有南京埃斯顿自动化股份有限公司、广州数控设备有限公司等。

近几年，国产伺服产品的进口替代正在加速进行。起步相对较早的国产变频器已经在OEM市场取得较好成绩，而国产伺服产品技术正在不断进步。有分析机构认为，中国伺服产品未来有望复制国产变频器的发展路线，在OEM进口替代市场取得较大突破。

2010年至今，我国伺服系统的的国产替代开始进行。部分厂家加大推出新一代伺服产品，性能得到大幅提高，市场认可度在逐渐提升。在机床和机械手等自动化设备的应用中，国产伺服系统的进口替代正在加速进行。

有专家表示，伺服电机的核心技术之一是信号接插件的可靠性。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。

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，目前严重依赖进口。高精度编码器未实现国产化，是制约我国高档伺服系统发展的重要瓶颈之一。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。

另外，国内的伺服系统的基础性研究缺失，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等等。这些都需要国内机器人行业的核心零部件企业去完善。

当前，中国机器人产业处于大变革时代，需要快速创新整合，而机器人作为一种高新技术，是推动产业发展的重要支持手段。作为机器人中用作执行单元，伺服电机是影响机器人工作性能的主要因素。因此，在国内机器人技术的自主研发方面，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，将国内工业机器人产业做大做强。