1、什么是工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)？

伺服系統(tǒng)是工業(yè)自動化的重要組成部分，是自動化行業(yè)中實現(xiàn)精確定位、精準(zhǔn)運(yùn)動的必要途徑。在結(jié)構(gòu)組成方面，伺服系統(tǒng)由伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)、反饋裝置（編碼器）三大部分構(gòu)成。按執(zhí)行元件分為液壓伺服系統(tǒng)、電氣伺服系統(tǒng)和氣動伺服系統(tǒng)，目前應(yīng)用最為廣泛的是電氣伺服系統(tǒng)。

伺服系統(tǒng)分類

工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)中，電機(jī)主要采用永磁同步交流伺服電機(jī)；伺服驅(qū)動主要以總線通訊形式實現(xiàn)對位置、速度和轉(zhuǎn)矩單元的控制；編碼器主要采用多圈絕對值編碼器。

2、伺服系統(tǒng)市場概況

從市場情況來看，2018年交流伺服系統(tǒng)市場規(guī)模增速下滑明顯，而工業(yè)機(jī)器人用伺服系統(tǒng)的需求規(guī)模逐年增加，且工業(yè)機(jī)器人專用伺服占交流伺服系統(tǒng)市場比重逐年上升。

GGII數(shù)據(jù)顯示，2018年交流伺服系統(tǒng)市場規(guī)模69.42億元，同比增速3.93%；其中，用于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的交流伺服系統(tǒng)，2014-2018年，市場規(guī)模從9.96億元增至21.50億元，占交流伺服系統(tǒng)總市場規(guī)模的比重從17.54%增長至30.97%。

工業(yè)機(jī)器人用伺服系統(tǒng)作為機(jī)器人重要的核心零部件之一，隨著機(jī)器人市場前景看好，機(jī)器人用伺服系統(tǒng)將在交流伺服市場規(guī)模比重中逐漸上升。GGII預(yù)計，至2023年，機(jī)器人用伺服系統(tǒng)市場占比將提升至40%以上，市場規(guī)模達(dá)41.0億元。

工業(yè)機(jī)器人用伺服系統(tǒng)市場規(guī)模及占比情況預(yù)測(單位：%，億元)

數(shù)據(jù)來源：高工產(chǎn)研機(jī)器人研究所（GGII）

3、競爭格局

目前，工業(yè)機(jī)器人用伺服主要分為日系、歐系和國產(chǎn)三大類。

日系代表廠商主要有安川、三菱、山洋、松下、富士、多摩川等；

歐系代表廠商主要有西門子、施耐德、博世力士樂、ABB、科爾摩根等；

國產(chǎn)代表廠商主要有匯川、臺達(dá)、埃斯頓、禾川、華數(shù)、翡葉動力、儒竟等。

一直以來，中國工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)市場均由外資主導(dǎo)，外資廠商占據(jù)中高端的市場份額，國產(chǎn)份額雖逐年提升，但市場份額依然偏小。GGII統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2018年國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人用伺服系統(tǒng)市場占比為22.34%，絕大部分市場份額仍由外資占據(jù)。

工業(yè)機(jī)器人用伺服國產(chǎn)市場份額（單位：%）

數(shù)據(jù)來源：高工產(chǎn)研機(jī)器人研究所（GGII）

4、技術(shù)對比

在產(chǎn)品尺寸方面，歐系產(chǎn)品強(qiáng)調(diào)高度集成化，體積較日系、國產(chǎn)的更小。

在動力輸入方面，歐系伺服產(chǎn)品多以交流三相240V級別電壓作為驅(qū)動系統(tǒng)的動力電源，且使用共直流母線技術(shù)；而日系和國產(chǎn)產(chǎn)品多以交流三相220V，且都屬于單體獨(dú)立型結(jié)構(gòu)。

在動力輸出方面，國產(chǎn)、日系、歐系伺服的輸出功率大體相同；

在運(yùn)動控制性能方面，西門子的產(chǎn)品具備2kHz的速度環(huán)頻率響應(yīng)能力，安川為1.5kHz，多摩川和匯川則都為1.2kHz。歐系產(chǎn)品優(yōu)勢更為明顯，尤其在要求高速度和精度領(lǐng)域；日系伺服產(chǎn)品的穩(wěn)定性較好，可以滿足大部分應(yīng)用領(lǐng)域的需求，尤其是小功率電機(jī)，性價比優(yōu)勢明顯；國產(chǎn)伺服與外資尚存在一定的差距，主要體現(xiàn)在高低速防振動方面。

工業(yè)機(jī)器人伺服產(chǎn)品參數(shù)對比

數(shù)據(jù)來源：公司產(chǎn)品手冊 高工產(chǎn)研機(jī)器人研究所（GGII）整理

5、總結(jié)與研判

2018年年底工信部開展《工業(yè)強(qiáng)基工程重點(diǎn)產(chǎn)品、工藝“一條龍”應(yīng)用計劃》，其中，機(jī)器人用伺服系統(tǒng)作為應(yīng)用項目選擇之一，將有利于推動相關(guān)企業(yè)在伺服系統(tǒng)領(lǐng)域的研究及應(yīng)用。

盡管國產(chǎn)伺服電機(jī)、驅(qū)動等取得了一定突破，但與外資尚存在一定的差距，主要體現(xiàn)在下游接受度與產(chǎn)品核心性能上，核心零部件的突破不是一朝一夕的事，從長遠(yuǎn)來看，伺服系統(tǒng)市場呈分層態(tài)勢：外資依然占據(jù)并主導(dǎo)中高端市場，國產(chǎn)逐漸滿足中低端市場需求，但向高端突破稍顯乏力。

從市場的角度看，未來國產(chǎn)伺服系統(tǒng)市場接受度將逐步提高，市場份額也將逐年獲提升。GGII預(yù)計到2023年，國產(chǎn)市場份額將突破40%。主要理由：

工業(yè)機(jī)器人本體市場國產(chǎn)化率逐步上升，給核心部件廠商帶來機(jī)會。隨著國內(nèi)核心零部件技術(shù)水平的提升，產(chǎn)品使用性能日益提高，在要求不太苛刻的應(yīng)用場合基本能滿足本體企業(yè)客戶的需求；此外，在滿足產(chǎn)品性能要求的情況下，國產(chǎn)兼具價格優(yōu)勢，在成本提升與價格下行的雙重壓力下，國產(chǎn)本體廠商選擇與國產(chǎn)零部件廠商合作的傾向越來越明顯，以謀求企業(yè)的生存與發(fā)展。

如：埃夫特與翡葉動力達(dá)成戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系；伯朗特向泰格運(yùn)控采購5萬臺電機(jī)；歡顏長期向禾川、儒競、合泰等采購伺服電機(jī)。

因此，在本體市場國產(chǎn)化率逐步提升的趨勢下，國產(chǎn)本體頭部企業(yè)長期穩(wěn)定地采購國產(chǎn)零部件，對國產(chǎn)伺服品牌企業(yè)的成長具有較大的促進(jìn)作用。

從技術(shù)的角度看，國產(chǎn)中短期內(nèi)還將處于追趕的階段，如目前提出的核心零部件機(jī)電一體化趨勢，國內(nèi)外頭部企業(yè)紛紛開發(fā)機(jī)電一體化模塊，如科爾摩根發(fā)布RGM機(jī)器人關(guān)節(jié)模組，高度集成了無框力矩電機(jī)，低壓直流驅(qū)動器，專用諧波減速機(jī)，制動器，雙反饋系統(tǒng)及熱傳感器等六大功能模塊，實現(xiàn)一步到位的機(jī)器人關(guān)節(jié)解決方案。日本哈默納科提出“整體運(yùn)動控制”，將諧波減速器與電機(jī)、傳感器等進(jìn)行組合集成。