2.2 协作机器人的电动机与伺服驱动器

近年来，我国正在从制造业大国向制造业强国发展，由于国内对制造配备及其技术改造工作的重视，且随着全数字式交流永磁伺服系统的性价比逐渐提升，交流伺服电动机作为控制电动机类高档精细部件，其市场需求将稳步增长，应用前景良好。

我国伺服电动机及其全数字式伺服驱动器已基本实现自主开发，但产业化方面稍滞后，主要集中在数控机床行业，功率规格在400W以上，未针对整个机器人等自动化控制行业构成全系列规格规范产品，也尚未形成批量化和大规模应用，国内对高精度交流伺服电动机控制系统的需求仍主要依赖进口。

2.2.1 伺服电动机制造行业供需平衡分析

伺服电动机产品广泛用于机械、冶金、电力、石油化工、船舶制造、航空航天、建筑、交通、科研试验等领域。我国伺服电动机市场需求巨大，随着各行业，如机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产线等，对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求不断提高，这些领域对伺服电动机的需求将迅猛增长，交流伺服电动机将逐步替代原有直流有刷伺服电动机和步进电动机。图2-3所示为2013—2018年我国伺服电动机供需情况分析。

1.产量及其增长分析

由于我国为制造业大国，除了数控机床行业，其他行业对各种规格的伺服电动机需求量逐年增长，为此国外伺服电动机生产厂商陆续计划或已经在我国设置独资工厂，利用本地资源和廉价劳动力，批量生产各种规格的通用型伺服电动机产品。

2.需求量及其增长分析

地区需求：中国伺服产品的用户区域主要分布在华东、华南和华北，其中华东市场（上海、江浙和山东）占45%，以广东为主的华南和以京津为主的华北各占15%左右。华中和东北大约占10%。华东市场是伺服产品最大的消费市场，且这个趋势会持续下去。

市场需求：伺服驱动厂商面临用户和OEM厂家不断变化需求的挑战，伺服驱动器的上位机可以是CNC系统、通用运动控制器和PLC，还有各种嵌入式控制器，他们必须不断推出多样化的产品，以满足所有运动控制领域的要求。从功率范围上，当前100～2000W是主流，大约占整个伺服市场的70%，而10kW以下的品种占到90%。在转速范围上，大约50%的用户需要3000转以内的电动机，40%的用户需要3000～6000转，不到10%的用户需要10000转或以上转速的电动机。图2-4所示为2010—2018年我国伺服电动机产能走势。

国内用户的购买因素，占前三位的是稳定可靠性、价格和服务。这说明目前国内交流伺服市场还处在较低级的阶段，对性能和功能的充分利用尚未摆在重要位置。从长远来看，伺服厂商的关键成功因素应该是产品的性价比、可靠性、技术含量、市场份额和品牌影响力。

2.2.2 伺服电动机行业的格局分析

伺服电动机在机器人中用作执行单元，是影响机器人工作性能的主要因素。目前，国外企业在伺服电动机领域有较强话语权，国外品牌占据了中国交流伺服市场近80%的市场份额，主要来自日本和欧美地区。日本品牌以良好的性价比和较高的可靠性，占据了超过50%的最大市场份额，在中小型OEM市场上尤其具有绝对优势，而且本地化生产的策略进一步增加了其在价格和快速交货方面的优势。其中，西门子和松下是最大的两家供应商，他们的销售额在1亿元以上，分别占我国市场份额的20.8%和18.6%；其次是安川和三菱，他们的市场份额在10%～15%；三洋和博世力士乐在第三阵营，他们的市场份额在5%～10%。

欧美品牌在高端设备和生产线上比较有竞争力，其市场策略是高性能、高价格，以全套自动化解决方案作为卖点。最近，这些高端品牌也不断寻找本地合作伙伴，力图打入中、低端市场，并不甘心被日本品牌挤压市场空间。欧美品牌中，美国以罗克韦尔、丹纳赫、帕光等闻名。德国则拥有西门子、轮茨、博世力士乐、施耐德等品牌先锋。英国的Control Technology、SEW也有相当的优势，这些欧美品牌总的市场占有率大约在20%。

除了日本、欧美伺服品牌，我国以东元和台达为代表的台系伺服供应商在大陆市场的推广也如火如荼，由于其性价比较高，市场占有率从几年前的微不足道提高到了10%。

我国的伺服品牌还主要有和利时电机、华中数控、广数、兰州电机等，这些品牌产品功率多在5kW以内，在技术路线上与日系产品接近，目前总市场占有率在10%左右。

图2-5所示为2018年我国伺服电动机市场的竞争格局。

相比之下，国产伺服品牌起步较晚，多是以原步进产品的供应商及数控产品提供商发展而来，以低端市场为主要竞争格局，但近几年国产伺服产品销售业绩处于逐步上升趋势。

展望未来，随着伺服电动机价格的不断下降，伺服驱动市场接受度在不断上升，中、低端市场有着非常大的增长空间，因此本土厂商仍将有很大的作为。