指南：伺服電機作為機器人中的執行單元，是影響機器人工作性能的主要因素。伺服電機也是中國機器人行業(yè)需要突破的關(guān)鍵缺點(diǎn)之一?！吨袊圃?025》計劃整體部署機器人伺服電機：到2020年，性能、精度、可靠性將達到國外同類(lèi)產(chǎn)品水平。

伺服電機作為控制系統的執行元件，是機器人的三大核心部件之一。機器人伺服系統由伺服電機、伺服驅動(dòng)器和指令機構三部分組成。伺服電機是執行機構，用于實(shí)現運動(dòng)。伺服驅動(dòng)器是伺服電機的電源，命令機構發(fā)送脈沖或給速度配合伺服驅動(dòng)器正常工作。

2015年，中國機器人伺服系統市場(chǎng)規模約為10.6億元，到2020年將達到47億元左右，未來(lái)五年復合增長(cháng)率約為35%。

國內外伺服系統制造商將機器人市場(chǎng)視為未來(lái)的重點(diǎn)發(fā)展方向。伺服電機一般安裝在機器人的關(guān)節處。沒(méi)有伺服系統就不能驅動(dòng)機器人的關(guān)節。關(guān)節越多，機器人的靈活性和準確性就越高，使用的伺服電機也就越多。

世界各地對機器人的需求正在擴大，中國現在是世界上增長(cháng)快的機器人市場(chǎng)。從2013年到2016年，中國連續三年成為世界上大的工業(yè)機器人消費市場(chǎng)。IDC預測，到2020年，中國機器人市場(chǎng)將達到594億美元，中國市場(chǎng)將占機器人市場(chǎng)總量的30%以上，市場(chǎng)空間巨大。機器人的快速發(fā)展將推動(dòng)對伺服電機的巨大需求。

機器人伺服電機面臨挑戰

在自動(dòng)控制系統中，伺服電機通常與末端執行器相連，因此也稱(chēng)為執行電機。伺服電機是伺服系統中的執行元件，其作用是將伺服控制器的脈沖信號轉化為電機旋轉的角位移和角速度。

伺服電機分為DC和交流伺服電機。與普通電機相比，它們的主要特點(diǎn)是通常與反饋裝置一起使用，以實(shí)現精確控制。

伺服電機分類(lèi)：

為了提高工業(yè)生產(chǎn)的靈活性，機器人越來(lái)越輕，為了保證機器人的動(dòng)態(tài)性和準確性，高功率密度的伺服電機非常重要；在精加工作業(yè)領(lǐng)域，機器人甚至需要人手的靈活性，要求電機在“罐”的尺寸上達到高性能，提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率，保證操作者安全；在醫療機器人領(lǐng)域，為了讓機器人幫助患者盡快康復，對電機的穩定性和可靠性提出了要求。

機器人對伺服電機的高要求主要有以下方面：

1.要求伺服電機響應快。從獲得命令信號到完成命令要求的工作狀態(tài)的時(shí)間應該很短。指令信號的響應時(shí)間越短，電伺服系統的靈敏度越高，快速響應性能越好。伺服電機的快速響應性能一般用伺服電機的機電時(shí)間常數來(lái)解釋。

2.伺服電機的起動(dòng)轉矩慣性比較大。在驅動(dòng)負載時(shí)，要求機器人的伺服電機具有較大的啟動(dòng)力矩和較小的轉動(dòng)慣量。

3.伺服電機應具有連續和線(xiàn)性的控制特性。隨著(zhù)控制信號的變化，電機的轉速可以連續變化，有時(shí)需要與控制信號成比例或近似成比例。

4.為了匹配機器人的形狀，伺服電機的尺寸、質(zhì)量和軸向尺寸必須很小。

5.它能承受惡劣的工作條件，能進(jìn)行非常頻繁的前進(jìn)后退和加減速操作，能在短時(shí)間內承受幾次過(guò)載。交流伺服驅動(dòng)器因其高轉矩慣性比、無(wú)刷和換向火花而被廣泛應用于工業(yè)機器人中。