交流伺服系統(tǒng)MicrosoftWord文檔

交流伺服系統(tǒng)電機(jī)發(fā)展史1800年伏特發(fā)明電池,是電氣出現(xiàn)的開端,電動(dòng)機(jī)的誕生和發(fā)展在這之后可以分成幾個(gè)階段。從1820年一直到整個(gè)19世紀(jì)末葉，發(fā)現(xiàn)了電磁現(xiàn)象以及相關(guān)的各種法則，誕生了交流電機(jī)的原型，并確立了電機(jī)的工業(yè)運(yùn)用。從20世紀(jì)開始一直到1970年代，是電動(dòng)機(jī)的成長和成熟期，有刷直流電機(jī)、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等各種電機(jī)相繼誕生,半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)技術(shù)和電子控制概念引入，帶來變頻驅(qū)動(dòng)的實(shí)用化。從1970年代到20世紀(jì)末期，計(jì)算技術(shù)的飛躍發(fā)展為發(fā)展高性能驅(qū)動(dòng)帶來了機(jī)會(huì)，隨著設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)、測量、控制、功率半導(dǎo)體、軸承、磁性材料、絕緣材料、制造加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，電動(dòng)機(jī)本體經(jīng)歷了輕量化、小型化、高效化、高力矩輸出、低噪音振動(dòng)、高可靠、低成本等一系列變革，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)和控制裝置也更加智能化和程序化。進(jìn)入21世紀(jì),在以多媒體和互聯(lián)網(wǎng)為特征的信息時(shí)代，電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置繼續(xù)發(fā)揮支撐作用，向節(jié)約資源、環(huán)境友好、高效節(jié)能運(yùn)行的方向發(fā)展。永磁無刷直流電機(jī)(BrushlessDCMotor）就是隨著永磁材料技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型電機(jī)。無刷直流電機(jī)誕生于20世紀(jì)50年代，并在60年代開始用于宇航事業(yè)和軍事裝備，80年代以后，出現(xiàn)了價(jià)格較低的釹鐵硼永磁，研發(fā)重點(diǎn)逐步推廣到工業(yè)、民用設(shè)備和消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè).本質(zhì)上，無刷直流電機(jī)是根據(jù)轉(zhuǎn)子位置反饋信息采用電子換相運(yùn)行的交流永磁同步電機(jī)，與有刷直流電機(jī)相比具有一系列優(yōu)勢，近年得到了迅速發(fā)展，在許多領(lǐng)域的競爭中不斷取代直流電機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)。進(jìn)入90年代之后，永磁電機(jī)向大功率、高功能和微型化發(fā)展，出現(xiàn)了單機(jī)容量超過1000KW，最高轉(zhuǎn)速超過300000rpm，最低轉(zhuǎn)速低于0.01rpm，最小體積只有0.8x1.2mm的品種。實(shí)際上，永磁無刷直流電機(jī)和本文重點(diǎn)論述的永磁交流伺服電機(jī)都屬于交流永磁同步電機(jī)。按照反電動(dòng)勢波形和驅(qū)動(dòng)電流的波形,可以將永磁同步電機(jī)分為方波驅(qū)動(dòng)和正弦波驅(qū)動(dòng)型，前者就是我們常說的無刷直流電機(jī)，后者又稱為永磁同步交流伺服電機(jī)，主要用于伺服控制的場合.那么，伺服是什么含義呢？伺服控制的基本性能如何衡量呢？概念引入伺服來自英文單詞Servo，指系統(tǒng)跟隨外部指令進(jìn)行人們所期望的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)要素包括位置、速度和力矩。伺服驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)包括了控制器的基本功能和功率放大部分。雖然采用功率步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的開環(huán)伺服系統(tǒng)曾經(jīng)在90年代的所謂經(jīng)濟(jì)型數(shù)控領(lǐng)域獲得廣泛使用，但是迅速被交流伺服所取代。進(jìn)入21世紀(jì)，交流伺服系統(tǒng)越來越成熟，市場呈現(xiàn)快速多元化發(fā)展，國內(nèi)外眾多品牌進(jìn)入市場競爭。目前交流伺服技術(shù)已成為工業(yè)自動(dòng)化的支撐性技術(shù)之一.在交流伺服系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)的類型有永磁同步交流伺服電機(jī)（PMSM）和感應(yīng)異步交流伺服電機(jī)(IM）,其中，永磁同步電機(jī)具備十分優(yōu)良的低速性能、可以實(shí)現(xiàn)弱磁高速控制，調(diào)速范圍寬廣、動(dòng)態(tài)特性和效率都很高,已經(jīng)成為伺服系統(tǒng)的主流之選。而異步伺服電機(jī)雖然結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、制造簡單、價(jià)格低廉,但是在特性上和效率上存在差距，只在大功率場合得到重視。本文討論的重點(diǎn)將放在永磁同步交流伺服系統(tǒng)上。性能指標(biāo)交流伺服系統(tǒng)的性能指標(biāo)可以從調(diào)速范圍、定位精度、穩(wěn)速精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)和運(yùn)行穩(wěn)定性等方面來衡量。低檔的伺服系統(tǒng)調(diào)速范圍在1:1000以上，一般的在1:5000~1：10000，高性能的可以達(dá)到1:100000以上；定位精度一般都要達(dá)到±1個(gè)脈沖，穩(wěn)速精度，尤其是低速下的穩(wěn)速精度比如給定1rpm時(shí)，一般的在±0。1rpm以內(nèi)，高性能的可以達(dá)到±0。01rpm以內(nèi)；動(dòng)態(tài)響應(yīng)方面，通常衡量的指標(biāo)是系統(tǒng)最高響應(yīng)頻率，即給定最高頻率的正弦速度指令，系統(tǒng)輸出速度波形的相位滯后不超過90°或者幅值不小于50％。進(jìn)口三菱伺服電機(jī)MR－J3系列的響應(yīng)頻率高達(dá)900Hz，而國內(nèi)主流產(chǎn)品的頻率在200~500Hz。運(yùn)行穩(wěn)定性方面，主要是指系統(tǒng)在電壓波動(dòng)、負(fù)載波動(dòng)、電機(jī)參數(shù)變化、上位控制器輸出特性變化、電磁干擾、以及其他特殊運(yùn)行條件下，維持穩(wěn)定運(yùn)行并保證一定的性能指標(biāo)的能力。這方面國產(chǎn)產(chǎn)品、包括部分臺(tái)灣產(chǎn)品和世界先進(jìn)水平相比差距較大?？刂品椒ㄔ诳刂撇呗陨?，基于電機(jī)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型的電壓頻率控制方法和開環(huán)磁通軌跡控制方法都難以達(dá)到良好的伺服特性，目前普遍應(yīng)用的是基于永磁電機(jī)動(dòng)態(tài)解耦數(shù)學(xué)模型的矢量控制方法，這是現(xiàn)代伺服系統(tǒng)的核心控制方法.雖然人們?yōu)榱诉M(jìn)一步提高控制特性和穩(wěn)定性，提出了反饋線性化控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、自適應(yīng)控制等理論，還有不依賴數(shù)學(xué)模型的模糊控制和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制方法，但是大多在矢量控制的基礎(chǔ)上附加應(yīng)用這些控制方法.還有，高性能伺服控制必須依賴高精度的轉(zhuǎn)子位置反饋，人們一直希望取消這個(gè)環(huán)節(jié)，發(fā)展了無位置傳感器技術(shù)（SensorlessControl）。至今，在商品化的產(chǎn)品中，采用無位置傳感器技術(shù)只能達(dá)到大約1：100的調(diào)速比,可以用在一些低檔的對(duì)位置和速度精度要求不高的伺服控制場合中，比如單純追求快速起停和制動(dòng)的縫紉機(jī)伺服控制，這個(gè)技術(shù)的高性能化還有很長的路要走。中國發(fā)展史中國從1970年代開始跟蹤開發(fā)交流伺服技術(shù)，主要研究力量集中在高等院校和科研單位，以軍工、宇航衛(wèi)星為主要應(yīng)用方向，不考慮成本因素。主要研究機(jī)構(gòu)是北京機(jī)床所、西安微電機(jī)研究所、中科院沈陽自動(dòng)化所等。80年代之后開始進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域,直到2000年，國產(chǎn)伺服停留在小批量、高價(jià)格、應(yīng)用面狹窄的狀態(tài)，技術(shù)水平和可靠性難以滿足工業(yè)需要。2000年之后,隨著中國變成世界工廠、制造業(yè)的快速發(fā)展為交流伺服提供了越來越大的市場空間，國內(nèi)幾家單位開始推出自己品牌的交流伺服產(chǎn)品。目前國內(nèi)主要的伺服品牌或廠家有森創(chuàng)(和利時(shí)電機(jī)）、華中數(shù)控、廣數(shù)、南京埃斯頓、蘭州電機(jī)廠等。其中華中數(shù)控、廣數(shù)等主要集中在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域。當(dāng)前國內(nèi)外水平交流伺服系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù),一直隨著用戶的需求而不斷發(fā)展。電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)、傳感和控制技術(shù)等關(guān)聯(lián)技術(shù)的不斷變化、造就了各種各樣的配置.就電動(dòng)機(jī)而言，可以采用盤式電機(jī)、無鐵芯電機(jī)、直線電機(jī)、外轉(zhuǎn)子電機(jī)等，驅(qū)動(dòng)器可以采用各種功率電子元件，傳感和反饋裝置可以是不同精度、性能的編碼器、旋變和霍爾元件甚至是無傳感器技術(shù),控制技術(shù)從采用單片機(jī)開始，一直到采用高性能DSP和各種可編程模塊，以及現(xiàn)代控制理論的實(shí)用化等等.我們從2005年11月在德國紐倫堡舉辦的SPS/IPC/Drives展覽上可以看到世界范圍內(nèi)電氣驅(qū)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)控制和相關(guān)軟件的最新情況,其中交流伺服產(chǎn)品的亮點(diǎn)很多，代表了當(dāng)前的國際水平.這里僅僅摘錄幾條,相對(duì)應(yīng)的，國內(nèi)廠商的研發(fā)動(dòng)向也對(duì)比進(jìn)行說明.貝加萊（B&R）工業(yè)自動(dòng)化公司推出的AcoposMulti驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用模塊化的可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，每個(gè)軸模塊可以提供1到2個(gè)伺服軸控制，并集成了一個(gè)24VDC的輔助電源模塊，為驅(qū)動(dòng)器、控制器和外圍設(shè)備提供了一個(gè)到直流總線的鏈接,來獲得開路、短路和過載保護(hù)。其他特性包括通過空氣，油或水進(jìn)行冷卻的模塊化設(shè)計(jì)，通過一個(gè)能量再生系統(tǒng)確保環(huán)境的安全性.在國內(nèi)，我們還沒有看到有廠商進(jìn)行類似的模塊式設(shè)計(jì)，并在產(chǎn)品中融入機(jī)器安全概念。艾默生控制技術(shù)（EmersonControlTechniques)公司展出了Unidrive及其他交、直流驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品。Unidrive驅(qū)動(dòng)器覆蓋功率范圍從0.55～675kW，變換不同的控制軟件可以驅(qū)動(dòng)異步電機(jī)、永磁同步伺服電機(jī)和無刷直流電機(jī)。額定輸出功率為0.25~11kW的Varmeca型集成可變速度電機(jī)與可變速度驅(qū)動(dòng)器（VSD），具有閉環(huán)矢量與分布式(Proxdrive）兩個(gè)版本。值得注意的是適合在潛在爆燃性氣體中工作的VSD系統(tǒng)（ATEX)。而額定輸出功率為0.55～400kW的FLSD驅(qū)動(dòng)器，則據(jù)稱能在ⅡB類或ⅡC區(qū)1類2分類氣體中工作.相對(duì)應(yīng)的，國內(nèi)伺服驅(qū)動(dòng)器廠商的產(chǎn)品功率范圍多在10KW以下,而且沒有特殊防護(hù)等級(jí)的商品化產(chǎn)品面世，這方面國內(nèi)外的差距很大，也是未來國內(nèi)伺服廠商差異化競爭的方向。RockwellAutomation公司展出了PowerFlex驅(qū)動(dòng)技術(shù)。PowerFlex的發(fā)展路線圖顯示，將于2006~07年出現(xiàn)的“公共工業(yè)協(xié)議（CIP)運(yùn)動(dòng)應(yīng)用協(xié)議”,有望無縫同步在同一系統(tǒng)中運(yùn)行的多軸伺服與變頻驅(qū)動(dòng)器中。在適合運(yùn)動(dòng)控制的工業(yè)協(xié)議方面，我們還看到Beckhoff的EtherCAT，B＆R的PowerLink,Danaher下面的MEI開發(fā)的SynqNet，Siemens的ProfiNet,還有久負(fù)盛名的Sercos已經(jīng)發(fā)展到SercosⅢ.這些通訊協(xié)議都為多軸實(shí)時(shí)同步控制提供了可能性，也被一些高端伺服驅(qū)動(dòng)器集成進(jìn)去。在國內(nèi),甚至CAN這樣的中低端總線也沒有變成伺服驅(qū)動(dòng)器的標(biāo)準(zhǔn)配置，采用高性能實(shí)時(shí)/view/1075831。htm"三菱電機(jī)、松下、三洋、富士等；美國有羅克維爾（RockwellAutomation）、達(dá)那赫（Danaher）、帕克(Parker）等；德國有西門子（Siemens）、博世力士樂(BoschRexroth）、施奈德（Schneider)等。其中,日該品牌以良好的性能價(jià)格比和較高的可靠性占據(jù)了超過50％的最大市場份額,在中小型OEM市場上尤其具有壟斷優(yōu)勢，而且本地化生產(chǎn)的策略進(jìn)一步增加了在價(jià)格和快速交貨方面的籌碼；歐美品牌在高端設(shè)備和生產(chǎn)線上比較有競爭力,其市場策略是高性能、高價(jià)格，以全套自動(dòng)化解決方案作為賣點(diǎn)，總的市場占有率大約在35％，最近這些高端品牌也不斷尋找本地合作伙伴力圖打入中低端市場，并不甘心被日該品牌擠壓市場空間.最近2、3年來自臺(tái)灣的伺服廠商在國內(nèi)設(shè)廠，并加大了市場推廣的力度，主要是臺(tái)達(dá)和東元,其技術(shù)水平和價(jià)格水平都居于進(jìn)口中端產(chǎn)品和國產(chǎn)品牌之間,在競爭中主要突出性價(jià)比優(yōu)勢，對(duì)國產(chǎn)品牌帶來了新的競爭壓力，市場占有率從幾年前的微不足道提高到大約5％。中國國內(nèi)的品牌主要有和利時(shí)電機(jī)、華中數(shù)控、廣數(shù)、蘭州電機(jī)等，最近出現(xiàn)了南京埃斯頓、上海鄂爾多斯等廠家,粗略計(jì)算，宣稱推出交流伺服產(chǎn)品的國產(chǎn)廠家不下20個(gè)。其中和利時(shí)電機(jī)面向整個(gè)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)機(jī)械市場提供步進(jìn)、無刷、伺服等系列產(chǎn)品,在技術(shù)上和品牌上有一定優(yōu)勢；華中數(shù)控、廣數(shù)和蘭電等主要集中在數(shù)控機(jī)床行業(yè),伴隨著這幾年數(shù)控行業(yè)的大發(fā)展，他們的出貨量也保持了快速增長,積累了相對(duì)較強(qiáng)的實(shí)力；國產(chǎn)品牌產(chǎn)品功率范圍多在5kW以內(nèi)，技術(shù)路線上與日系產(chǎn)品接近，目前總市場占有率在10%左右。展望未來，隨著伺服價(jià)格的不斷下降、交流伺服的市場接受度不斷上升,中低端市場有非常大的增長空間,因此本土廠商仍將有很大作為；同時(shí)臺(tái)灣、日本廠商也將在整個(gè)市場的擴(kuò)大中獲益,歐美品牌的市場占有率將逐漸下降，但仍將保持很高的毛利水平。根據(jù)機(jī)械工業(yè)研究院產(chǎn)業(yè)與市場研究所05年做的市場調(diào)查,目前國內(nèi)市場上覆蓋面最廣的10個(gè)品牌分別是：西門子、三菱、安川、蘭電、松下、Fanuc、華中數(shù)控、ABB、和利時(shí)電機(jī)和AB（屬于RockwellAutomation）。其中西門子和三菱品牌覆蓋率在30%以上，AB在3.7%，其他品牌均在10～20％之間。調(diào)查顯示國產(chǎn)企業(yè)比如和利時(shí)電機(jī)、華中數(shù)控、蘭州電機(jī)等企業(yè)，經(jīng)過多年的研發(fā)推廣，在這個(gè)市場中做的有聲有色，在產(chǎn)品覆蓋面上占有一席之地，但是國產(chǎn)品牌的客戶忠誠度和影響力明顯不如進(jìn)口品牌。用戶選擇進(jìn)口品牌和國產(chǎn)品牌的比例為大約4:1，國產(chǎn)品牌沒有進(jìn)入用戶首選品牌的前5名。雖然和利時(shí)電機(jī)和華中數(shù)控分列未來需求品牌的第6位和第7位，但是面臨日本和臺(tái)灣產(chǎn)品本地化生產(chǎn)之后日益激烈的競爭，中小功率通用伺服產(chǎn)品價(jià)格持續(xù)下降,利潤率越來越低。國產(chǎn)品牌不僅在產(chǎn)品的性能、質(zhì)量與品種上都有所欠缺,在技術(shù)儲(chǔ)備、生產(chǎn)能力和資本實(shí)力上的巨大差距更不是一兩天可以彌補(bǔ).國產(chǎn)品牌要想突圍，除了需要耐心和持續(xù)投入之外，還需要在競爭策略方面走差異化路線.總之，中國品牌廠商同時(shí)面臨巨大的挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)會(huì)，任重而道遠(yuǎn).行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)代交流伺服系統(tǒng)最早被應(yīng)用到宇航和軍事領(lǐng)域,比如火炮、雷達(dá)控制。逐漸進(jìn)入到工業(yè)領(lǐng)域和民用領(lǐng)域。工業(yè)應(yīng)用主要包括高精度數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人和其他廣義的數(shù)控機(jī)械，比如紡織機(jī)械、印刷機(jī)械、包裝機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體設(shè)備、郵政機(jī)械、冶金機(jī)械、自動(dòng)化流水線、各種專用設(shè)備等。其中伺服用量最大的行業(yè)依次是:機(jī)床、食品包裝、紡織、電子半導(dǎo)體、塑料、印刷和橡膠機(jī)械，合計(jì)超過75%。在數(shù)控機(jī)床中使用永磁無刷伺服電機(jī)代替步進(jìn)電機(jī)做進(jìn)給已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)，部分高端產(chǎn)品開始采用永磁交流直線伺服系統(tǒng)。在主軸傳動(dòng)中采用高速永磁交流伺服取代異步變頻驅(qū)動(dòng)來提高效率和速度也成為熱點(diǎn)。90年代以來，歐、美、日各國爭相開發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機(jī)床,高速電主軸單元轉(zhuǎn)數(shù)在30000rpm～100000rpm，工作臺(tái)的進(jìn)給速度在分辨率為1μm時(shí)達(dá)到100m/min,甚至200m/min以上,在分辨率為0.1μs時(shí)，在24m/min以上。當(dāng)今數(shù)控機(jī)床突出高速、高精、高動(dòng)態(tài)、高剛性的特點(diǎn)，對(duì)位置系統(tǒng)的要求包括：定位速度和輪廓切削進(jìn)給速度；定位精度和輪廓切削精度;精加工的表面粗糙度；在外界干擾下的穩(wěn)定性.這些要求的滿足主要取決于伺服系統(tǒng)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性。我們已經(jīng)看到國產(chǎn)伺服系統(tǒng)比如廣數(shù)的產(chǎn)品在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床上的廣泛應(yīng)用,但是在中高檔數(shù)控機(jī)床上采用國產(chǎn)伺服系統(tǒng)仍然面臨困難，性能是一個(gè)重要方面,還有就是穩(wěn)定性和可靠性，或許品牌效應(yīng)也是難以短時(shí)間逾越的障礙。在機(jī)器人領(lǐng)域，無刷永磁伺服系統(tǒng)得到大量應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人擁有多個(gè)自由度，每臺(tái)工業(yè)機(jī)器人需要的電機(jī)數(shù)量在10臺(tái)以上。目前世界范圍內(nèi)工業(yè)機(jī)器人擁有量超過100萬臺(tái)，機(jī)器人的需求量年增長在30%以上。國際上工業(yè)機(jī)器人采用的伺服系統(tǒng)屬專用系統(tǒng)，多軸合一，模塊化，特殊的散熱結(jié)構(gòu)，特殊的控制方式,對(duì)可靠性要求極高.國際機(jī)器人巨頭都有自己的專屬伺服系統(tǒng)配套，比如安川、松下和ABB，這方面國內(nèi)差距明顯。國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人廠家仍然在采用標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)口交流伺服系統(tǒng),國產(chǎn)伺服系統(tǒng)想進(jìn)入工業(yè)機(jī)器人配套領(lǐng)域，就更加遙遠(yuǎn)。不過，我們也看到在一些特殊機(jī)器人領(lǐng)域,比如反恐防爆機(jī)器人、礦井救災(zāi)機(jī)器人等輕便移動(dòng)機(jī)器人，采用了國產(chǎn)基于低壓直流供電的微型無刷伺服系統(tǒng)，比如和利時(shí)電機(jī)的蜂鳥系列就獲得了成功。當(dāng)然，在更廣泛的機(jī)器人領(lǐng)域,需要的不僅僅是交流伺服電機(jī)，還包括各種其他微特電機(jī)，如直流伺服電機(jī)、直線電機(jī)、測速發(fā)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、力矩電機(jī)等.紡織行業(yè)當(dāng)前應(yīng)用伺服的比例很低，但卻是未來交流伺服大批量應(yīng)用的重要行業(yè)之一。從90年代初期至今已經(jīng)15年，紡織行業(yè)技術(shù)進(jìn)步主要是依靠變頻化、PLC化。只有少量紡織機(jī)械采用了高檔伺服技術(shù),用于提高精度和效率，目前已有高檔梳棉機(jī)、帶自調(diào)勻整的并條機(jī)、新型粗紗機(jī)、數(shù)控細(xì)紗機(jī)、分條整經(jīng)機(jī)、漿紗機(jī)、園網(wǎng)印花機(jī)等設(shè)備應(yīng)用了交流伺服。無梭織機(jī)上已經(jīng)開始采用帶交流伺服的電子送經(jīng)和電子卷取，印染設(shè)備上也要用到伺服系統(tǒng)。這些設(shè)備每年的伺服用量在2、3萬套左右，且?guī)缀跞渴沁M(jìn)口產(chǎn)品，如Lenze、Danaher、Siemens和Baumuller，還有三菱和松下等。價(jià)格是制約交流伺服大面積普及的主要因素,國產(chǎn)產(chǎn)品雖然在價(jià)格上有一定競爭優(yōu)勢,但是性能指標(biāo)、可靠性和環(huán)境適應(yīng)性等方面存在欠缺,還需要在品牌塑造、服務(wù)、交貨期等方面不斷改進(jìn)。在如下兩個(gè)方面,我們可以看到國產(chǎn)伺服廠家的成功案例，一個(gè)是在工業(yè)縫紉機(jī)上，近幾年國產(chǎn)伺服控制器逐漸取代臺(tái)灣和其他進(jìn)口品牌變成市場主流，憑借低成本的電機(jī)、簡單的低線數(shù)編碼器,以及集成控制和驅(qū)動(dòng)，在解決了批量穩(wěn)定性之后，如上海鮑麥克斯這樣的國內(nèi)品牌獲得了成功。每年數(shù)十萬臺(tái)的產(chǎn)量，這可能是未來幾年里，低檔伺服最大的市場了。另外一個(gè)緊密結(jié)合用戶需求進(jìn)行創(chuàng)新開發(fā)的案例，可以舉和利時(shí)電機(jī)開發(fā)的絡(luò)絲機(jī)控制系統(tǒng).“絡(luò)絲機(jī)"是屬于織造前工序的精密工藝設(shè)備，將各種天然絲絡(luò)成各種規(guī)格的柱狀、寶塔形、雙錐形筒子,供用于染色、整經(jīng)、針織等后道工序。該公司充分利用自己在步進(jìn)、無刷、伺服、運(yùn)動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)通訊等方面的綜合技術(shù),通過和國內(nèi)最大紡機(jī)集團(tuán)的密切合作，開發(fā)成功了精密絡(luò)絲機(jī)控制系統(tǒng)，其核心是利用高動(dòng)態(tài)的伺服橫動(dòng)電機(jī)以及數(shù)字卷繞技術(shù)，取代傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)而實(shí)現(xiàn)單錠化和數(shù)字化，每錠之間依靠CAN總線聯(lián)系,是無軸技術(shù)應(yīng)用的典范.該產(chǎn)品的研發(fā)成功充分體現(xiàn)了國內(nèi)廠商的競爭能力,為國產(chǎn)伺服廠商開辟了參與市場競爭的新路。無軸(電子軸）傳動(dòng)技術(shù)在印刷機(jī)上應(yīng)用，也是目前全球印刷企業(yè)和機(jī)械制造商的焦點(diǎn)。無軸傳動(dòng)就是用多個(gè)單獨(dú)的伺服電機(jī)取代傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)鏈，伺服驅(qū)動(dòng)器之間依靠高速現(xiàn)場總線進(jìn)行聯(lián)系,通過軟件保證各伺服軸對(duì)內(nèi)部的虛擬數(shù)字電子軸保持嚴(yán)格同步。采用無軸傳動(dòng)技術(shù)為印刷機(jī)的生產(chǎn)制造、為印刷業(yè)服務(wù)革命帶來了最佳解決方案，目前歐洲50%的凹印機(jī)采用了無軸技術(shù)，日本也有30％以上采用。其他采用無軸傳動(dòng)的機(jī)械包括卷筒紙印刷機(jī)、柔印機(jī)、上光機(jī)、燙金機(jī)、模切機(jī)等各類印刷設(shè)備.這一領(lǐng)域最頂級(jí)的伺服控制解決方案提供商是來自德國的博世力士樂、倫茨、日本的住友和奧地利的貝加萊。國內(nèi)目前僅有北人和松德等個(gè)別廠家進(jìn)行無軸傳動(dòng)印刷機(jī)的開發(fā)，部分規(guī)格的性能指標(biāo)接近國際水平，但是其采用的電子軸傳動(dòng)伺服系統(tǒng)和套準(zhǔn)控制系統(tǒng)均來自日本和歐洲，國內(nèi)相關(guān)伺服廠家還鮮有涉足.國產(chǎn)伺服和控制系統(tǒng)要達(dá)到這個(gè)領(lǐng)域的要求，需要頂級(jí)的技術(shù)水平和對(duì)這個(gè)行業(yè)的透徹理解,看來還有漫長的路要走.包裝設(shè)備上，采用伺服控制可以提高單位時(shí)間的產(chǎn)量、提高資源利用率、增加品種適應(yīng)性和提高產(chǎn)品質(zhì)量，因此交流伺服在包裝機(jī)械上的廣泛使用只是時(shí)間問題。采用數(shù)字伺服技術(shù)的電子齒輪和電子凸輪將代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械部件,隨著價(jià)格的下降，成本也逐漸接近純機(jī)械的方案.歐洲有個(gè)Elau公司專門針對(duì)包裝機(jī)械設(shè)計(jì)開發(fā)數(shù)字伺服和運(yùn)動(dòng)控制解決方案，在大型連續(xù)包裝設(shè)備方面居于領(lǐng)先地位,而中國尚沒有出現(xiàn)如此專業(yè)的解決方案提供商.這幾年出現(xiàn)的新型電梯曳引機(jī)，采用永磁同步伺服電機(jī)做無齒輪直接驅(qū)動(dòng)，取代變頻異步驅(qū)動(dòng),具有更高的控制精度、動(dòng)態(tài)特性、高效率、低噪聲，已