机器人的关节驱动离不开伺服系统

随着中国自动化步伐的加快，未来中国将成为超级机器人大国，工业机器人需求量大大增长。然而，在中国工业机器市场，目前85%的伺服电机是外资品牌，而本土企业，大多数仍处于研制试验阶段，几乎没有工业化的工业机器人伺服电机。

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。

机器人对关节驱动电机的要求非常严格，因而对电动伺服驱动系的要求也很严格，主要有以下几个方面：

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钜大，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1：1000～10000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、能经受得起苛刻的运行条件，可进行十分频繁的正反向和加减速运行。

另外，由于国产伺服电机有待升级，导致国产机器人发展困难。国产伺服电机目前的现状是，小的不小，大的不大!这个怎么理解呢?小功率伺服电机，小型化不行，普遍偏长，比如轻载机器人常用的200W和400W伺服电机，目前多摩川的TBL-imiNI系列伺服微电机、松下的A6、安川的Σ7电机短小精致。

反观国产伺服，普遍较长，外观粗糙。这在一些高档的应用上不行，尤其是在轻载6kg左右的桌面型机器人上，由于机器人手臂的安装空间非常狭小，对伺服电机的长度有严格要求。

其次是信号接插件的可靠性一直饱受诟病。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。

伺服电机的另一个核心技术是高精度的，尤其机器人上用的多圈绝对值编码器，严重依赖进口。没有实现国产化，是制约我国高档伺服系统发展的很大瓶颈。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!

目前国内的伺服电机OEM厂家根据市场份额，大多是仿制日系伺服电机设计，功率多在3kw以内，以中小功率为多。而5.5-15kw的中大功率伺服没有，导致有些设备上的应用，由于没有一台大功率的伺服电机和驱动配套，而被迫放弃掉整个系统。