2015年我國(guó)伺服市場(chǎng)規(guī)模為110億元,，預(yù)計(jì)未來(lái)隨著工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的深化,、工業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)一步突進(jìn)和智能制造的深入推進(jìn)，伺服市場(chǎng)將會(huì)出現(xiàn)新一輪爆發(fā)式增長(zhǎng),，到2020年,，我國(guó)伺服市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到254億元。
一,、伺服系統(tǒng)
開(kāi)平機(jī)組生產(chǎn)線伺服系統(tǒng)是 以變頻技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的產(chǎn)品,，是 一種以機(jī)械位置或角 度作為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)除了可以進(jìn)行速度與轉(zhuǎn)矩控制外,，還可以進(jìn)行精確,、快速、穩(wěn)定的位置控制,。
目前應(yīng)用最為廣泛的電氣伺服系統(tǒng),，通常伺服系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)，以及伺服反饋裝置(編碼器),。伺服驅(qū)動(dòng)器屬于自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)層,，伺服電機(jī)屬于執(zhí)行層。伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)如今已經(jīng)成為智能制造的必備品,。
開(kāi)平機(jī)組生產(chǎn)線伺服系統(tǒng)的工作過(guò)程可以簡(jiǎn)單理解為上位機(jī)(PLC,、控制卡)發(fā)出脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，由上位機(jī)來(lái)控制整個(gè)伺服運(yùn)動(dòng),，編碼器是 一個(gè)反饋單元,，用來(lái)檢查伺服電機(jī)執(zhí)行了多少脈沖信號(hào)并反饋給驅(qū)動(dòng)器，從而進(jìn)行精確閉環(huán)控制,。
伺服電機(jī)編碼器是 安裝在伺服電機(jī)末端用來(lái)測(cè)量伺服電機(jī)轉(zhuǎn)角 及轉(zhuǎn)速的一種傳感器,，通常內(nèi)置在伺服電機(jī)末端。伺服電機(jī)編碼器,，目前自控領(lǐng)域常用的是 光電編碼器和磁電編碼器,。光電編碼器通過(guò)光電碼盤(pán)反射光信號(hào)數(shù)量確定電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角 度，而磁電編碼器通過(guò)磁場(chǎng)感應(yīng)元器件來(lái)感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)所帶來(lái)的磁場(chǎng)變化來(lái)確定電機(jī)轉(zhuǎn)子位置,。
光電式編碼器進(jìn)度主要由碼盤(pán)刻度線精度決定,，精度越高，刻度線越多,，碼盤(pán)體積越大,，其技術(shù)難點(diǎn)就在于碼盤(pán)的加工生產(chǎn)；磁電式編碼器使用磁場(chǎng)感應(yīng)元器件代替碼盤(pán)，因此可以在提高精度的同時(shí)保證體積相對(duì)較小,，所以在高精度但對(duì)編碼器體積有要求的前提下使用磁電編碼器,，同時(shí)磁電式編碼器采用的磁場(chǎng)感應(yīng)工作原理，相對(duì)于光反射過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單,，過(guò)程更為可靠,。
但是 ，磁電編碼器價(jià)格比較昂貴,，目前僅在精度要求,、工況要求相對(duì)較高的領(lǐng)域適用，隨著未來(lái)磁場(chǎng)感應(yīng)元器件價(jià)格的下降,，磁電式編碼器將會(huì)有替代光電式編碼器的趨勢(shì),。
編碼器作為伺服系統(tǒng)的信號(hào)反饋裝置，很大程度上決定了伺服系統(tǒng)的精度,。伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),，電機(jī)帶著編碼器旋轉(zhuǎn)，編碼器的反饋型號(hào)輸送到控制器,，控制器就能知道電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,，從而得出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，移動(dòng)位置和移動(dòng)距離等,。
控制器根據(jù)編碼器反饋的信號(hào)經(jīng)過(guò)計(jì)算得出偏差結(jié)果,，再次控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)，糾正偏差,，從而精確控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,、位置、距離和力矩等系統(tǒng)變量,。
編碼器技術(shù)作為伺服系統(tǒng)的核心技術(shù)之一,，高精度編碼器研發(fā)難度非 常大，目前國(guó)內(nèi)和國(guó)外的伺服系統(tǒng)大部分廠商都是 匹配第三方編碼器,。
隨著國(guó)內(nèi)研發(fā)投入的不斷提高,，目前部?jī)?nèi)企業(yè)已經(jīng)掌握編碼器技術(shù)，技術(shù)已經(jīng)能夠生產(chǎn)出達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平的23位編碼器,，從而降低了整個(gè)伺服系統(tǒng)的制造成本，在行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)越性,。
二,、伺服系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
數(shù)字化、智能化,、簡(jiǎn)易化,、網(wǎng)絡(luò)化和高效化是 伺服系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。隨著電子技術(shù)水平的不斷提高，伺服系統(tǒng)的發(fā)展正在不斷升級(jí)?，F(xiàn)代伺服系統(tǒng)多采用交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),，隨著工業(yè)4.0、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等理論的提出,，開(kāi)平設(shè)備現(xiàn)代伺服系統(tǒng)正逐漸向數(shù)字信號(hào)控制,、網(wǎng)絡(luò)模塊控制方向轉(zhuǎn)變。數(shù)字控制技術(shù),、總線控制技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)已經(jīng)逐漸被高端伺服廠商采用,。隨著智能制造的逐步發(fā)展，五大發(fā)展趨勢(shì)將逐步顯現(xiàn),。
(1)數(shù)字化,。數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制電路在伺服系統(tǒng)中是 一種必然趨勢(shì)。以模擬電子器件為主的伺服控制單元將會(huì)被采用全數(shù)字處理器的伺服控制單元全面取代,。在伺服控制方面將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖刂?，以便在開(kāi)平機(jī)組生產(chǎn)線伺服系統(tǒng)中應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)的控制方法。數(shù)字化控制相比傳統(tǒng)控制方法,，在響應(yīng)數(shù)度和運(yùn)動(dòng)精度等方面得到了全面提升,。
(2)智能化。智能化主要是 指伺服驅(qū)動(dòng)器智能化,。目前伺服內(nèi)部控制核心大都采用新型高速微處理器和專(zhuān)用數(shù)字信號(hào)處理機(jī)(DSP),，伺服系統(tǒng)數(shù)字化是 其實(shí)現(xiàn)智能化的前提條件。智能化趨勢(shì)是 運(yùn)行參數(shù)都可以通過(guò)人機(jī)對(duì)話的方式來(lái)設(shè)置,，故障自診斷與分析,，參數(shù)自動(dòng)修正的功能等。
(3)簡(jiǎn)易化,。簡(jiǎn)易化不是 簡(jiǎn)單而是 精簡(jiǎn),，是 根據(jù)用戶(hù)情況，將用戶(hù)使用的伺服功能予以強(qiáng)化,，使之專(zhuān)而精,，而將不使用的一些功能予以精簡(jiǎn)，從而降低了伺服系統(tǒng)成本,，為客戶(hù)創(chuàng)造更多的收益,，嘗試從客戶(hù)的實(shí)際需要出發(fā)，形成簡(jiǎn)易模塊化編程操作,，使客戶(hù)使用簡(jiǎn)便快捷,。
(4)網(wǎng)絡(luò)化。即構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)型,、總線型伺服系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線是 一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制裝置之間實(shí)行雙向,、串形,、多結(jié)點(diǎn)的數(shù)字通信技術(shù)，構(gòu)建總線型伺服是 實(shí)現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的必要途徑之一,。
(5)高效化,。開(kāi)平機(jī)組生產(chǎn)線伺服系統(tǒng)將會(huì)采用更精度的編碼器，提高系統(tǒng)的采樣精度,，同時(shí)提高伺服驅(qū)動(dòng)器的產(chǎn)品性能,，不斷優(yōu)化逆變器驅(qū)動(dòng)電路，提供更快數(shù)據(jù)處理速度和伺服系統(tǒng)的加減速性能,。
三,、國(guó)產(chǎn)化伺服系統(tǒng)步伐加快
我國(guó)伺服系統(tǒng)的發(fā)展歷程大致可以分為三個(gè)階段，第一階段是 70年度時(shí)期,，伺服系統(tǒng)首先被應(yīng)用于國(guó)防科技,、軍工等高端制造行業(yè)。第二階段是 80年代以后,，伺服系統(tǒng)開(kāi)始在一些高端民用制造中得到嘗試,；2000年以后，隨著制造強(qiáng)國(guó)等戰(zhàn)略的提高,，我國(guó)制造業(yè)水平提到很大提升,，伺服系統(tǒng)在我國(guó)高端制造業(yè)中得到大范圍應(yīng)用，但使用的幾乎都是 國(guó)外的伺服系統(tǒng),。
目前,，國(guó)外伺服企業(yè)在我國(guó)的市場(chǎng)占有率達(dá)75%，其中日本品牌占比為50%,，占據(jù)了我國(guó)伺服系統(tǒng)市場(chǎng)一半的份額,。其著名品牌包括松下、三菱電機(jī),、安川,、三洋、富士等,，產(chǎn)品特點(diǎn)是 技術(shù)和性能水平比較符合我國(guó)用戶(hù)的需求,；歐美品牌占比25%，美國(guó)以羅克韋爾,、丹納赫,、帕光等聞名，而德國(guó)則擁有酉門(mén)子,、倫茨,、博世力士樂(lè)、施耐德等品牌,。
國(guó)產(chǎn)品牌占據(jù)了20%的市場(chǎng),，其中內(nèi)地品牌和-品牌分別占據(jù)10%的市場(chǎng)，我國(guó)-技術(shù)水準(zhǔn)和價(jià)格水平居于進(jìn)口中端產(chǎn)品和內(nèi)地品牌之間,；伴隨著國(guó)產(chǎn)伺服技術(shù)研發(fā)水平的不斷提升,，國(guó)產(chǎn)伺服系統(tǒng)進(jìn)口替代的步伐將會(huì)加快。
隨著產(chǎn)生升級(jí)和制造業(yè)變革加速,，電子設(shè)備制造行業(yè)(包括傳統(tǒng)電子設(shè)備,、半導(dǎo)體、液晶,、LED)及機(jī)器人行業(yè)受政策利好及市場(chǎng)需求量快速增加等因素影響,，行業(yè)自身及對(duì)伺服需求量快速增長(zhǎng)。伺服系統(tǒng)眾多下-業(yè)符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策所鼓勵(lì)的發(fā)展方向,，隨著我國(guó)裝備制造業(yè)整體性的產(chǎn)業(yè)升級(jí),，其自動(dòng)化、數(shù)控化,、智能化的發(fā)展方向?yàn)樗欧到y(tǒng)產(chǎn)品提供了十分廣闊的市場(chǎng)空間,。
伺服系統(tǒng)是 工業(yè)自動(dòng)化的重要組成部分，是 自動(dòng)化行業(yè)中實(shí)現(xiàn)精確定位,、精 準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)必要途徑,。伺服系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的突破，將極大地提升我國(guó)智能制造的技術(shù)水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,。
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