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工业机器人:驱动伺服的未来

导读: 机器人作为现代电子与软件技术的尖端集合体,对于相关行业的发展,尤其是伺服系统市场促进作用非常明显。

  近几年来,随着国际制造业自动化发展潮流的来临,国内工业制造业正在加速转型,对于自动化软件及硬件设备的需求都居高不下,在这个过程中,不可避免的工业机器人的市场需求正在强劲上涨,预计在2015我国成为全球最大需求市场。

  机器人作为现代电子与软件技术的尖端集合体,对于相关行业的发展,尤其是伺服系统市场促进作用非常明显。

  根据调查显示,2010年,中国机器人市场销量为14,980台,2011年达到22,577台,同比增长50.7%。2012年中国工业机器人销量达到26,902台,同比增长19.2%。预计到2015年,中国机器人市场需求总量将达35,000台,占全球比重16.9%,成为规模最大的市场。庞大的机器人市场需求,同时对伺服系统的需求也不断上升。

  当前,自动化控制系统中,把输出量能以一定准确度跟随输入量的变化而变化的系统称为随动系统,亦称伺服系统。数控机床的伺服系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统,又称为随动系统。

  伺服系统由伺服驱动装置和驱动元件(或称执行元件伺服电机)组成,高性能的伺服系统还有检测装置,反馈实际的输出状态。数控机床伺服系统的作用在于接受来自数控装置的指令信号,驱动机床移动部件跟随指令脉冲运动,并保证动作的快速和准确,这就要求高质量的速度和位置伺服。以上指的主要是进给伺服控制,另外还有对主运动的伺服控制,不过控制要求不如前者高。数控机床的精度和速度等技术指标往往主要取决于伺服系统。

  对工业机器人关节驱动的电动机,要求有最大功率质量比和扭矩惯量比、高起动转矩、低惯量和较宽广且平滑的调速范围。特别是像机器人末端执行器(手爪)应采用体积、质量尽可能小的电动机,尤其是要求快速响应时,伺服电动机必须具有较高的可靠性和稳定性,并且具有较大的短时过载能力。这是伺服电动机在工业机器人中应用的先决条件。

  随着中国自动化市场的快速发展,运动控制市场作为自动化市场的重要组成部分,在产品和技术上不断完善和成熟,从2005年以来进入高速发展时期,每年增长率超过25%。在2009年由于整体经济环境不景气出现了负增长,但2010年迅速回弹,增长速度超过60%,为历年之最;在2011年相对去年来说增速有所回落,但也有22%的增长。伺服系统市场2011年市场容量60多亿元,比上年增长22.0%,相对于去年63.6%的增长率来说2011年伺服市场增长恢复稳定,这得益于国家相关的经济政策。

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