機器人核心零部件解析之伺服電機

作為機器人核心零部件的伺服電機,佔工業機器人總成本20%左右,對機器人產業發展起著至關重要的作用。長期以來,國產工業機器人所用的伺服電機依賴進口,導致成本居高不下。那麼最近,這種情況是否有所改善呢?我們將對伺服電機及近期國產機器人伺服電機情況進行一一介紹。

機器人核心零部件解析之伺服電機

伺服電機介紹:

伺服電機是一種補助馬達間接變速裝置,可使控制速度,位置精度非常準確,可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象,相當於工業機器人的“神經系統”。

伺服電機競爭激烈,外資掌握話語權。伺服電機在機器人中用作執行單元,是影響機器人工作性能的主要因素。伺服電機主要分為步進、交流和直流,機器人行業應用最多的是交流伺服,約佔65%伺服電機與控制器關聯緊密。

機器人核心零部件解析之伺服電機

伺服電機市場分析:

伺服系統外資企業佔據絕對優勢。日系品牌憑藉良好的產品性能與極具競爭力的價格壟斷了中小型OEM(設備製造業)市場。2014年,伺服系統市場TOP15廠商中,前三名均為日系品牌,總份額達到45%。西門子、博世、施耐德等歐系品牌佔據高端,整體市場份額在30%左右。國內企業整體份額低於10%左右。

我國伺服系統自主配套能力已現雛形。較大規模的伺服品牌有20餘家。國產產品功率範圍多在22KW以內,技術路線上與日系產品接近。從市場規模來看,2014年伺服電機在所有應用行業規模68億人民幣,增速為8.3%;其中機器人增速高達50%,迅速成長為伺服系統應用中排名第六的行業,以4.2億的業績,佔市場份額6.2%。

國產伺服品牌起步較晚,多是以原步進產品的供應商及數控產品提供商發展而來,以低端市場為主要競爭格局,近幾年國產伺服產品銷售業績也是處在逐步上升的態勢,2016年國產伺服品牌市場佔有率已經達到46.8%。

中國伺服市場容量很大,設計生產技術已趨於完善。就當下的用戶分佈看,中國伺服產品的用戶區域主要分佈在華東、華南和華北,其中華東市場(上海、江浙和山東)佔45%,以廣東為主的華南和以京津為主的華北各為15%左右,華中和東北大約是10%。未來國內外伺服系統廠商將機器人市場作為重點的發展方向,預計2018年工業機器人用伺服系統在伺服系統市場上佔比將提升至26%以上,市場規模達20.4億元。

成長空間上,伺服電機整體上受宏觀經濟影響明顯,未來5年將進入穩定發展。4軸和6軸的多關節機器人佔比上升,將帶來機器人用伺服的高速增長。

伺服電機國產品牌

國內較大規模的伺服品牌20餘家,主要有華中數控、廣州數控、南京埃斯頓、和利時電機等。

華中數控

武漢華中數控股份有限公司創立於1994年,註冊資本1.61745億元,是“創新型企業”。

早先於1999年,華中數控就開發出華中I型機器人的控制系統和教育機器人,但一直並未將產品推向應用市場,目前已打出“華數機器人”品牌,短短兩三年時間裡,華中數控的機器人子公司就遍佈全國各地了。

2015年財報顯示,華中數控將自主知識產權的數控系統、伺服電機等核心共性技術,延伸擴展到工業機器人領域,以武漢為總部,迅速在重慶、深圳、泉州、鄂州、東莞、佛山等地進行了工業機器人產業基地的全國性佈局。

在工業機器人領域,公司實現PCL(工業機器人產品、機器人關鍵部件、智能產線)戰略。2016年,公司新開發的 華數Ⅱ型機器人系統成功實現產品化,在機床上下料、衝壓、打磨等多個領域開始批量應用,獲得較好效果;配套華數Ⅱ型 系統的機器人產品在部分細分市場已經具備較強的競爭能力。

2016年,公司工業機器人及自動化領域收入12,620.04萬元,較去年同期增長272.22%。

廣州數控

廣州數控設備有限公司(GSK)——中國南方數控產業基地,廣東省20家重點裝備製造企業之一,國家863重點項目《中檔數控系統產業化支撐技術》承擔企業,是國內最大的機床控制系統、進給伺服驅動裝置和伺服電機、大功率主軸伺服驅動裝置和主軸伺服電機等研發、生產、銷售企業,也是國內最大的工業機器人產業基地,為客戶提供機器人產品和工業自動化集成解決方案,通過將工業機器人、加工設備、自動傳輸系統、監控系統等進行整合,為客戶量身定製智能化柔性自動生產線,滿足客戶的自動化生產需求。同時積極拓展精密電動注塑機業務領域,為用戶提供精密注塑成型解決方案。

南京埃斯頓

南京埃斯頓自動化股份有限公司創建於1993年,受益於國家改革開放的發展機遇以及創業團隊歷經20多年的努力奮鬥,目前不僅成為國內高端智能裝備核心控制功能部件領軍企業之一,而且已在自身核心零部件優勢基礎上強勢進入工業機器人產業,華麗轉身為具有自主技術和核心零部件的國產機器人主力軍企業。

埃斯頓2010年便開始研發工業機器人,2011年成立了專門研發和生產工業機器人的控股子公司埃斯頓機器人公司。目前,埃斯頓的機器人產品包括六軸通用機器人、四軸碼垛機器人、SCARA機器人、DELTA機器人以及伺服機械手和智能成套設備。

2015年3月20日,埃斯頓自動化在深圳證券交易所正式掛牌上市,成為中國擁有完全自主核心技術的國產機器人主流上市公司之一。

2016年,埃斯頓工業機器人及智能製造系統業務收入較去年同期相比實現150%以上的增長。

和利時電機

北京和利時電機技術有限公司(原四通電機公司)初創於1995年,是按照現代產權制度和管理機制建立起來的高科技股份制公司。公司一直把運動控制產品的研製及光機電一體化系統的集成服務作為經營方向;堅持在主要技術領域擁有自己的領先核心技術,打造自己的核心產品。

經過幾年的穩健發展,公司已經在人才、技術、市場、品牌諸方面形成綜合優勢。目前擁有2000多家用戶,遍及全國各地,電機類產品已經進入國際市場。為紡織機械、激光加工機械、雕刻機、印刷機械、醫療器械、自動包裝機、各類機器人、機器手、自動化生產線、天線運動控制、轉檯運動控制、各類數控機床、高精密測量儀、電子製造設備、製藥設備、金融機具、軍工等行業提供自有品牌的精密控制電機及驅動器、機械傳動單元、PLC及運動控制單元、視覺測量系統等多層次的高技術產品和系統集成服務。

綜上,包括伺服電機在內,我國工業機器人的三大核心零部件要想從本質上獲得突破,都需要付出更多的耐心和投入。


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