步入21世紀，全球工業(yè)自動化的速度加快，走向成熟的伺服系統(tǒng)被廣泛應用在自動化工業(yè)的各個領域。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，然而時至今日，國內(nèi)伺服市場還是外國人的天下，日系和歐美品牌瓜分了80~90%的市場份額，盡管近年來臺灣伺服品牌也有一些強勢表現(xiàn)，但國產(chǎn)品牌總體仍處于弱勢。
國產(chǎn)伺服曾經(jīng)落后國外“三十年”， 近幾年的奮起直追下，不僅在技術(shù)上有了很大突破，多家國產(chǎn)伺服的發(fā)展也同國際接軌，具備了相當?shù)钠髽I(yè)競爭力。華中數(shù)控、廣州數(shù)控、南京埃斯頓、和利時電機等國產(chǎn)伺服廠家，憑借價格優(yōu)勢，開始占據(jù)越來越多的市場份額，但不可否認真正決定國產(chǎn)伺服是否具有競爭力的核心因素還是技術(shù)水平。
本評測選取了國內(nèi)（包括臺灣）具有代表性的伺服品牌產(chǎn)品與國外產(chǎn)品，在可靠性（穩(wěn)定性）、精度、速度、參數(shù)上進行比較。
品種和規(guī)格
品種和規(guī)格往往反應了一個企業(yè)所具有的技術(shù)實力的高低?？v觀目前市場中的主流伺服，歐美品牌通過模塊化設計，可以做到很寬的功率段，西門子的SINAMICS S120功率范圍為0.12～4500kW，倫茨的9400、B&R的ACOPOSmultic同樣可以做到很寬的功率范圍。
而“單機型”日系伺服則通過不同系列多種規(guī)格，滿足市場需求。松下A系列、A4系列哼哈二將31種規(guī)格；安川ΣII系列、駿馬系列、ΣV系列三大野戰(zhàn)軍涵蓋了30W到55kW的近50種規(guī)格，三菱、富士、三洋同樣具有產(chǎn)品多樣化的特點。近年來不斷崛起的臺達伺服以asda-a、asda-b、asda-ab、asda-a+四大主力25種規(guī)格笑傲江湖。國產(chǎn)伺服中，以埃斯頓公司最為活躍。目前該公司的交流伺服產(chǎn)品在國產(chǎn)伺服廠家中具有最寬的系列范圍和最多的品種規(guī)格。現(xiàn)已形成3個系列15個規(guī)格；功率范圍100W~22kW；相應的永磁同步伺服電機具有輕慣量、中慣量和大慣量三大系列以適應不同的應用需求。其產(chǎn)品系列范圍之寬甚至超過日本松下和三洋。除了對上述通用性交流（AC）伺服系統(tǒng)研發(fā)外，埃斯頓還結(jié)合多年的行業(yè)經(jīng)驗，開發(fā)出適合重載裝備主傳動交流伺服控制的專用技術(shù)及大功率、大慣量、高頻響的交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)及伺服電機，用以替代目前重載裝備主傳動方面的機械傳動、液壓傳動，滿足今后重載裝備主傳動電動伺服化的發(fā)展需要。
（注：此圖為埃斯頓伺服全系列產(chǎn)品圖）
高可靠性（穩(wěn)定性）
交流伺服電機是一種高精度、高效率的自動化設備，如果發(fā)生故障，損失往往非常嚴重，所以交流伺服電機的可靠性就顯得尤為重要。拋開價格因素，伺服的穩(wěn)定性往往首先影響著用戶企業(yè)的選擇。伺服可靠性的定量指標“平均故障（失效）間隔時間”，指發(fā)生故障經(jīng)修理或更換零件還能繼續(xù)工作的可修復設備或系統(tǒng)，從一次故障到下一次故障的平均時間。目前國內(nèi)伺服系統(tǒng)的MTBF值可達30000h以上，達到了國際主流伺服水平。
除MTBF值外，一些外部因素同樣影響著伺服的穩(wěn)定，導致企業(yè)選擇發(fā)生變化。如早期我國選用西門子伺服的企業(yè)就比較少，雖然西門子的伺服技術(shù)非常領先，但卻不適合我們國家的電網(wǎng)。我國的電網(wǎng)不夠穩(wěn)定，會導致西門子的伺服模塊容易燒壞，西門子的工作溫度在0~40℃，當溫度在40~55℃時，需要降溫使用。影響伺服穩(wěn)定的其他因素還包括濕度、震動、干擾強度等，而國產(chǎn)伺服對環(huán)境的要求上沒有歐美伺服那么苛刻。比如南京埃斯頓工作溫度在0~55℃，濕度在90%RH以下，抗振動4.9m/s2(0.5G)，耐沖壓19.6m/s2(2G)，這一數(shù)據(jù)完全可以與松下等日系伺服分庭抗衡。
（注：此圖為埃斯頓EDB系列伺服產(chǎn)品圖）
智能化與網(wǎng)絡化
將現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、甚至無線網(wǎng)絡技術(shù)集成到伺服驅(qū)動器當中，已經(jīng)成為歐洲和美國廠商的常用做法?，F(xiàn)代工業(yè)局域網(wǎng)發(fā)展的重要方向和各種總線標準競爭的焦點，就是如何適應高性能運動控制對數(shù)據(jù)傳輸實時性、可靠性、同步性的要求。在適合運動控制的工業(yè)協(xié)議方面，我們還看到Beckhoff的EtherCAT，B&R的Powerbbbb, Danaher下面的MEI開發(fā)的SynqNet，Siemens的ProfiNet，還有久負盛名的Sercos已經(jīng)發(fā)展到SercosIII。這些通訊協(xié)議都為多軸實時同步控制提供了可能性，也被一些高端伺服驅(qū)動器集成進去。
隨著國內(nèi)對大規(guī)模分布式控制裝置的需求上升，高檔數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)成功，網(wǎng)絡化數(shù)字伺服的開發(fā)已經(jīng)成為當務之急。在國內(nèi)，甚至CAN這樣的中低端總線也沒有變成伺服驅(qū)動器的標準配置，采用高性能實時現(xiàn)場總線的商品化驅(qū)動器還沒有出現(xiàn)。這一方面是因為我們的伺服基本性能還沒有達到相應的水準，另一方面也是因為市場還沒有發(fā)育到這個程度?？上驳氖?，我們已經(jīng)看到一些企業(yè)進行了有益的研發(fā)實踐，一方面消化國外的先進技術(shù)，一方面嘗試推出自己的總線標準。南京埃斯頓在自己的下一代伺服產(chǎn)品ProNet系列中集成多種可選的通訊模塊，其中集成CAN、Profibus-DP的伺服產(chǎn)品已經(jīng)開發(fā)成功，基于ProfiNet工業(yè)以太網(wǎng)的伺服也在開發(fā)中；和利時電機和北航聯(lián)合開發(fā)的CANsmc（用于多軸同步運動控制的總線），基于藍牙無線通訊的模塊也在研發(fā)中。
埃斯頓最新開發(fā)的交流伺服產(chǎn)品具有智能化功能，應用多種最新智能控制算法，可實現(xiàn)在線實時檢測負載慣量，隨時自動調(diào)整增益以達到最佳控制狀態(tài)，能智能化地自動適應不同機械結(jié)構(gòu)，傳動方式，負載慣量和運動控制要求，最大程度簡化調(diào)試過程，降低對人員的技術(shù)要求，提高生產(chǎn)效率。
ProNet系列交流伺服產(chǎn)品的開發(fā)完成后將可廣泛用于高精度機床，高速包裝和印刷機械等高端應用領域，標志著中高端交流伺服系統(tǒng)被歐美產(chǎn)品一統(tǒng)天下的局面被徹底打破。這對突破國產(chǎn)交流伺服系統(tǒng)長期處于低端，疲于價格競爭的困局具有及其重要的意義。
加工精度
伺服驅(qū)動技術(shù)作為五軸聯(lián)動數(shù)控機床的關(guān)鍵技術(shù)之一，其在國內(nèi)的發(fā)展還處在初級階段。目前國內(nèi)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的伺服產(chǎn)品還只能使用在普通的數(shù)控機床上，定位精度一般在幾個微米。無論是性能還是可靠性，都不能滿足五軸聯(lián)動數(shù)控機床的要求。
埃斯頓公司作為一個專業(yè)的交流伺服系統(tǒng)研發(fā)及制造廠家，成功取得了江蘇省科技廳“高檔數(shù)控系統(tǒng)、高速高精度伺服控制系統(tǒng)及其典型主流機床關(guān)鍵共性技術(shù)開發(fā)”的重點科研項目。在此項目中，特別針對五軸聯(lián)動數(shù)控機床對交流伺服系統(tǒng)的高速高精度要求進行了深入研究?，F(xiàn)在，終于研制出埃斯頓公司的新一代全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)－－PRONET系列。該系列產(chǎn)品功率范圍從0.5kW到15kW，可全系列地覆蓋包括數(shù)控機床在內(nèi)的各種機械自動控制應用行業(yè)。ProNet系列交流伺服可配備新型17位絕對值編碼器，大幅度提高反饋精度，這種應用17位高分辨率絕對值編碼器作為位置傳感器的高速高精度交流伺服系統(tǒng)，可確保定位和運行精度滿足五軸聯(lián)動數(shù)控機床的要求。同時該技術(shù)也是各種高端交流伺服系統(tǒng)應用的關(guān)鍵技術(shù)之一。ProNet在伺服驅(qū)動器中通過大規(guī)?？删幊唐骷⒆灾餮邪l(fā)的串行編碼器數(shù)據(jù)解碼功能和速度實時檢測功能集成為一體。一方面，使電機的低速性能得到了進一步的提高，速度波動、轉(zhuǎn)矩波動減至最低；另一方面，也提高了定位精度，新的控制算法使位置控制的整定時間也縮短為原來的1／5。
性能指標
交流伺服系統(tǒng)的性能指標可以從調(diào)速范圍、定位精度、穩(wěn)態(tài)精度、動態(tài)響應等方面來衡量。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，高性能的可以達到1：100000以上；定位精度一般都要達到±1個脈沖；穩(wěn)態(tài)精度，尤其是低速下的穩(wěn)態(tài)精度比如給定1rpm時，一般的在±0.1rpm以內(nèi)，高性能的可以達到±0.01rpm以內(nèi)；動態(tài)響應方面，通常衡量的指標是系統(tǒng)最高響應頻率，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度，或者幅值不小于50％。安川新發(fā)布的ΣV系列的速度頻率響應（很多地方稱“速度掃描頻率”）達到了1.6kHz，而國內(nèi)主流產(chǎn)品的頻率在200～500Hz。 埃斯頓公司的ProNet系列伺服的速度頻率響應可以達到650Hz，調(diào)速比達到1：10000，處于國內(nèi)領先水平。可以很好地滿足機械的高速快移和單步點動。
總結(jié)
國產(chǎn)伺服與國外伺服存在差距這是事實，但這差距并不像想象中那么大。市場在擴大、技術(shù)在進步、人才在增加，隨著國家扶持力度的加大及民營企業(yè)投入的增長，國產(chǎn)伺服必將迎來自己的“春天”。曾經(jīng)有位業(yè)內(nèi)人士談到國產(chǎn)伺服的情景時表示，60%靠技術(shù)，40%靠市場。國內(nèi)伺服企業(yè)過多地關(guān)注在低價格的競爭中，迫使彼此之間疲與爭斗，而無暇顧及技術(shù)研發(fā)?？上驳氖?，以埃斯頓為代表的國內(nèi)伺服企業(yè)正不斷增加人力、物力、財力的投入，奮起直追，期待超越！
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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