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伺服产业中国崛起

信息来源:coaoo.com  时间:2008-07-08  浏览次数:1004

  伺服产业中国崛起Servo Product is Raising in China选择这个时候谈论伺服产业正合时宜。经过20年的发展,伺服产品之于中国制造业,已经不再是许多人眼中为追求苛刻的产品质量而选择的奢侈品,越来越多的企业已经认识到了伺服产品对于提高企业竞争力和高效的生产所发挥的作用。正如众多国内伺服产业的参与者们所感受的那样,中国的伺服市场已经进入了快速的增长期。而繁荣景象却不能让我们忽略国产伺服作为一个“初级市场”的事实所在。在光环掩映下折射出的种种市场问题,也说明国产伺服还只是一个“蹒跚学步”的孩童。本期开始,《伺服控制》将与伺服产业的“布道者”们一起努力,使这辆高速行驶的列车不至于刚出站即脱离良性发展的轨道。It is just right time to talk about servo market. With the development of twenty years, the servo product is no longer the luxury thing which could guarantee quality to the Chinese manufacturing industry. More and more enterprises realize that the servo product can enhance the enterprise competitive ability and guarantee the highly effective production. Just like many domestic servo enterprises felt that China’s servo market already is increasing rapidly. But prospers should not make us neglect the fact that the domestic servo is just the basic-level market. All sorts of markets question under the corona show that these enterprises are just like children. From this issue,“servo control” and “preachers” will work together to find some feasible solutions to ensure this high speed train do not leave the benign track when it just left the station.列强环伺,国产伺服如何突围?“中国伺服市场容量很大,但中国的伺服产业才刚刚起步,国外品牌已经纷纷进入并占居了绝大部分的市场,国产伺服要想与之竞争,还有一场硬仗要打。”一位业内人士谈及目前国内的伺服产业现状,言谈中透露出些许担心。21世纪以来,我国工业自动化的发展进入一个全新的快速发展阶段,交流伺服系统业已成为机械自动控制的基础元件。可以说,几乎所有的机械制造领域都可以成为交流伺服系统的应用对象,随着目前广泛使用的机电一体化(Mechatronic)机械设备体系的建立,我国的机械制造业正逐步走进“伺服时代”。然而,国产交流伺服的生产企业尚处于萌芽阶段,无论是技术资源、人力资源、资金投入,还是品牌声誉,国产伺服与国外品牌都存在很大差距,经过多年的积淀,洋品牌的伺服产品已经拥有了良好的市场基础,国内伺服厂商要想从它们的碗中分得一杯羹,绝非一日之功。列强环伺,时不我待由于我国装备制造业的升级,伺服产业打开了一片全新的空间。但我国伺服技术研发起步较晚,从而丧失了占领市场的*佳时机,而国外众多伺服制造商则纷纷盯上了国内伺服市场这块“肥肉”。它们以多年的技术积累和研发体系为保障,以完备的产品体系和强大的品牌影响力为先遣部队,大踏步进入我国伺服市场。数年过后,放眼国内的伺服市场,洋品牌已经占据了大半壁的江山。目前,国外品牌占据了中国交流伺服市场近90%的市场份额,他们来自日本和欧美。其中,日系产品则以拥有约60%的市场份额而雄踞首位,其著名品牌包括松下、发那克(fanuc)、三菱电机、安川、三洋、富士等,其产品特点是技术和性能水准比较符合中国用户的需求,以良好的性能价格比和较高的可靠性获得了稳定且持续的客户源,在中小型OEM市场上尤其具有垄断优势。近年来,日系伺服强化了本地化生产的策略,这在很大程度上进一步增加了在价格和快速交货方面的筹码。鉴于以上特性,日系伺服品牌是中国伺服市场*大的受益者,也是国产伺服*大的竞争者。欧美品牌中,美国以罗克维尔(rockwell automation)、达那赫(danaher)、帕克(parker)等闻名,而德国则拥有西门子(siemens)、伦茨(Lenze)、博世力士乐(bosch rexroth)、施奈德(schneider)等品牌先锋,英国的Control Technology、SEW也有相当的优势。这些欧美品牌在高端设备和生产线上比较有竞争力,此类产品的共同特点是品牌历史悠久、技术先进、功能齐全,以全套自动化解决方案作为卖点,总的市场占有率大约在30%。*近,为提供市场竞争力,这些高端品牌也在不断寻找本地合作伙伴,目标直指中国的中低端市场,并不甘心被日本品牌挤压。因此,欧美品牌虽在产品系列上和国产品牌有所差别,但其野心也不可被小觑。除日本、欧美伺服品牌外,以东元(TECO)和台达(Delta)为代表的台系伺服在大陆市场的推广也如火如荼,其技术水平和价格水平居于进口中端产品和国产品牌之间,在竞争中主要突出性价比优势,对国产品牌带来了新的竞争压力,市场占有率从几年前的微不足道提高到大约5%。值得注意的是,这两个厂商的目标客户均属于机械行业,这将加剧与同将目标市场定位于此的南京埃斯顿等国产品牌之间的竞争。相比之下,国产伺服品牌起步较晚,据不完全统计,国内较大规模的伺服品牌20余家,主要有华中数控、广州数控、南京埃斯顿、和利时电机等。其中华中数控和广州数控等主要集中在数控机床行业;南京埃斯顿则以自主创新伺服技术为基础,提供面向机械装备全行业的交流伺服系统产品,以其全系列的产品覆盖和良好的产品性能在国内交流伺服系统的市场上形成独特的竞争优势。目前该公司的交流伺服产品已批量使用在数控机床、纺织机械、针织机械、包装机械、印刷机械、绕线机、弹簧机、弯管机等多个机械装备领域;和利时电机面向整个自动化产业机械市场提供步进、无刷、伺服等系列产品,在技术上和品牌上也有一定优势。上述品牌虽各具特色,但市场占有率加起来也仅仅在5%左右,在与洋品牌的对抗中,国产品牌虽奋起直追,但毕竟因实力悬殊而处于下风。综观中国的伺服市场格局,不难看出,国产伺服还远远处于劣势,究其原因,大致有三:其一,大部分国内伺服厂商并不掌握核心技术——核心软件的编写,而是依赖进口,这不但提高了成本,还很难对客户的具体需求做适应性的调整;其二,高端技术人才的缺乏也使得伺服产品的研发缺乏力度,伺服产业说到底是个高科技产业,没有大量的人力资源投入,便难以成气候;其三,产品成熟度不够,营销以及客服体系也欠完善,品牌影响力尚未建立,有利的信息没有有效到达客户,这也在很大程度影响了客户的*终选择。直面现实,立我所长选择洋品牌还是国产品牌?这是国内的伺服客户面对的问题,前者的产品质量稳定、性能好,但往往不能够提供客户所需的多样化服务,而后者在价格上具有相对的优势,且可以提供个性化的服务。当前伺服品牌竞争情况让人不禁想起上世纪90年代初期的家电市场——洋品牌扮演**主角,国产品牌无论在外观设计还是内在品质都远不能及,因而也处于完全的配角地位。如今,近20年过去了,国内的家电市场早已是国产品牌的天下,洋品牌家电也只能收起原有的傲慢,在这个舞台上与国产家电同台竞技。或许我们可以从国产家电品牌的崛起反思国产伺服的突围之路。面对诸多日系、欧美以及台湾伺服产品,摆在国内伺服厂商面前的现实就是:如何在与外来品牌的竞争中夺回主动权并尽快地实现国产替代,逐步提高国产伺服的市场占有率? 据业内人士分析,当前国内伺服用户的购买因素,占前三位的是产品可靠性、价格和服务,这也成为生产商应该着力关注的几大要素。因为从长远来看,要想提高自身的市场份额和品牌影响力,伺服生产商必须在上述三个方面做到行业内的领先。或许这正为在摸索中的国产伺服指明了与进口伺服全面竞争的着力点。首先,核心技术的掌握。核心控制软件的编写是交流伺服产品的基础所在,只要掌握了伺服的“大脑”,才能控制和掌握其“所思所想”,才能在根本上保证伺服的基础性能。国内一些伺服厂商依靠进口软件制造伺服,这其实只是在做一些代工性质的工作,企业也相应缺乏核心竞争力。从长远看,只有那些进行自主研发伺服控制软件,并根据客户需求进行动态调整的生产商才会在市场中立足乃至成功。埃斯顿、和利时等企业长期立足自我积累,瞄准自主知识产权,表面上难度大,见效缓慢,但掌握了核心技术,对市场的适应性更强。尤其埃斯顿等,其全系列、高质量和优性价的追求,如果没有对核心技术的掌控是无法做到的。其次是财力与人力的投入。伺服产业的发展不但既需要大量的资金投入,更需要高级科技人才的智力投入。伺服产业是长线产业,伺服品牌也不是一朝一夕就能建立起来的,日本发那克(Fanuc)的崛起与富士通集团的大力支持是紧密联系的,富士通在发那克的起步阶段累计投入了10年,资金总额超过10亿美金。人才的积累同样重要。有人说,只有隐忍的人才能做好伺服,这一点一方面说明了伺服研发的艰辛,另一方面也暗示了伺服人才培养与积累的不易。伺服产业不是一夜暴富的产业,放眼未来,立足长远,持续投入,伺服厂商必须做好打持久战的准备。南京埃斯顿八年来坚持每年把销售收入的15%作为伺服研发投入,自力更生,甘于寂寞,在取舍之间摒弃诱惑,潜心投入伺服研发,就是典型的例证。再就是对客户需求的满足。客户的需求就是厂商的指挥棒,在品牌林立的伺服市场中,唯有使客户满意,订单才会持续。就客户需求而言,伺服厂商将面临两个方面的挑战:即对产品和服务的双重需求。其一,产品规格的多样化。伺服厂商面临客户不断变化的需求的挑战,目前,从伺服的功率范围上看,100w~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%,10kw以上的需求并不多。然而,大功率的伺服不但是未来伺服发展的趋势,也是伺服行业利润率集中的区域,因此,开发宽系列的产品,把握伺服产品发展的趋势,全系列地覆盖各种机械自动控制应用行业,满足不同客户对产品的需求,是伺服厂商从长期占有市场的必要战略之一。其二,个性化的服务。随着伺服运用的行业日益广泛,不同行业的客户对伺服产品的要求必然存在差异,那么,根据客户特定的要求提供个性化的服务会有效提高用户的满意度。这两者恰恰是国产伺服*有可能取得突破的优势之处。无论和利时提出“端到端”价值链,还是埃斯顿提出的与客户共同成长的价值观与“供需共成长”模式,其本质都是更加契合本土客户的实践需求,形成对洋品牌的比较优势。此外,营销与客服网络也是伺服生产商必须重视的环节,将营销网络与售后的服务相结合将是对伺服产品本身价值的有效提升。就当下的用户分布看,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为15%左右,华中和东北大约是10%。根据上述的客户分布情况,建立相应的营销体系和客服体系,与客户充分沟通并及时反馈信息,直至产品的改进形成良性、闭合的循环,品牌的影响力和美誉度也会不断提升。在利德华福的营销战略中,已经实现了营销网络及服务网络的规模化。组建的重大项目部,海外市场部,能够区别不同客户实现实时响应。毋庸置疑,国产伺服与洋品牌伺服的竞争是一场硬碰硬的对抗。在这场对抗中,产品是*有杀伤力的武器,服务则是后勤保障。国内伺服企业要想争夺更大的市场份额,必须双管齐下。可贵的是,近几年来,国产伺服正在经历着一次质变,产品从实验室研发到大规模生产,技术从引进到自主研发,华中数控、广州数控、埃斯顿、和利时等企业正渐渐成长为业内小有名气的主力干将。如果这一势头能够延续,那么国产伺服的翻身仗也许很快就会打响。国产伺服企业竞争力分析 “洋品牌伺服的价格从1万块降到六七千,这就是国产伺服企业竞争力增强的*好证明”,南京埃斯顿的一位高级研发人员告诉记者,“现在的工资虽然比在外企低一些,但是这种由于自己努力,推动整个市场格局发生变化、为国家自主掌握核心伺服技术而奋斗的成就感,只能在本土企业的工作中体会得到!” 现时,国产伺服与进口伺服在高精尖技术上仍然有些距离,但是这只是一个“阵痛”期。中国很多产业都经历过这个“阵痛”期,譬如家电行业、软件外包行业、汽车行业。技术的领先需要时间来锤炼,但是市场为落后者留下了奋起直追的空间。尽管家电与汽车行业,我们到目前仍然没有能够在技术上领先,但是许许多多的民族家电和汽车企业,八仙过海、各显神通,活下来的都有他们生存的“根据地”,这“根据地”的获得源于企业拥有的核心竞争力与比较优势。近年来,国产伺服企业遍地开花,发展思路却是千差万别。中外合作、自主研发、占领中低端、个性化订制、规模化生产……大有群雄逐鹿之势,这些探索都价值巨大。但是相互借鉴、互相交流、少走弯路肯定是迅速发展的捷径。通过行业论坛、行业协会,大家在企业竞争力的方方面面互通有无,共同做大国产伺服的市场份额,甚至走出国门,也是指日可待。我们以埃斯顿为例,谈谈国产伺服企业是如何一步一步地取得自己的竞争力的。技术创新:“持久战”和“游击战”相结合继续走低端还是开始迈向高端,这是国内伺服产业以及相关的数控甚至运动控制产业发展到今天不得不面临的一个两难选择。众所周知,国产数控和伺服厂商中,广州数控、华大电机等,以低端战略成功地在中国市场占领了一席之地,而华中数控、航天数控和蓝天(高精)数控等数控国家队也得到了许多政策的扶持,艰难先行。这两条路都没有错,要生存,必须要打价格战。这在目前也许不是什么坏事,但关键是价格战要找准需求,不能盲目降价。单纯就伺服技术的发展而言,高精、高速、智能化、网络化等的确是方向。但同样关键是如何做,如何取舍,才能迅速构建出有实用价值的产品技术平台,进而开发出有市场前景的产品。在集中优势“兵力”,一块块完全占领之后,再图其他的同时还要做好打持久战的准备,也就是在技术独立自主研发上,要持续的、有计划的稳步推进。“埃斯顿的研发人员比例需要由目前的20%升至30%~40%。”埃斯顿的总经理吴波告诉记者。这就是埃斯顿的长远构想,但是埃斯顿并没有因为研发的投入耽搁了市场的扩张,他们采取一个一个行业击破的方法,引进行业经理,把一个行业做透,充分了解他们的需求后,定制化地进行技术研发和产品改进,机床、纺织、包装、绕线多个行业各个击破,每场“游击战”都打得很漂亮,公司在某些行业的局部区域已经做到了**的市场控制地位,公司销售额保持年度60-70%以上增长。以埃斯顿开发完成的国家用于五轴联动数控机床的“高速,高精度交流伺服系统”的研发项目-ProNet 系列产品为例,这种交流伺服系统高端产品,可采用扩展模块的方式,根据客户要求外挂Profibus等多种总线扩展模块,应用全数字通讯技术实现可靠,精确的多轴联动和同步控制功能。可基于总线进行伺服驱动器的控制,监视和集成位置、转矩和速度控制模式,提供启停、正反向控制以及转速、方向、电流、以及驱动器状态码等一系列丰富的信息实时监视。同时可配备新型17位**值编码器大幅度提高反馈精度,这种应用17位高分辨率**值编码器作为位置传感器的高速高精度交流伺服系统,可确保定位和运行精度满足五轴联动数控机床的要求。同时该技术也是各种高端交流伺服系统应用的关键技术之一。这样的创新,标志着中高端交流伺服系统被欧美产品一统天下的局面被彻底打破,也标志这国产交流伺服系统建立品牌的时代已经到来。人才战略:不拘一格加“统一战线”高薪聘请的伺服研发人员,一进企业就拿那么高的工资,待遇和级别都很高,对于这些在企业奋战了十几年的老员工来说,一时肯定难以接受。面对这些,埃斯顿总经理吴波有自己的看法,既然公司决定在伺服行业创出一番事业,就必须不拘一格,作为一家经营十多年的工业自动化公司,埃斯顿的其他业务基本已经处于市场**优势地位,“他们是在为你们的将来工作,公司是在为你们的未来买单。”这种用人思想使研发人员受到企业从未有过的礼遇,他们不仅留下来,而且带来了许多朋友一起开创新的事业。人才并不单指技术人才,还包括销售、营销和管理人才,埃斯顿把那些把伺服能应用到的各个行业内做了很多年的老专家、老管理人员都请来,让他们告诉技术人员,这个行业需要什么样的产品,然后让他们去客户企业沟通,当好销售的引路人。不同于零售行业,像埃斯顿这样的公司以前觉得只要服务好自己的客户就行,沉稳而低调,但延请顾问,为企业的品牌建设和管理把脉导航也开始持续,因为他们知道埃斯顿要做的不是一个三分钟热血的生意,而是一个像海尔、联想这样享誉世界的伺服领军品牌。技术人才是伺服企业的核心,但是其他力量的调动也至关重要。成本控制:做进口性能,卖国产价格国人历来认为进口产品比国产卖得要贵。这种理所当然的思维表现在伺服领域就是你不仅要有进口伺服的性能,还要有国产伺服的价格。换言之,曾经作为国产伺服生存前提的低价必须保持。如何实现这种高性价比?埃斯顿把成本控制纳入至整个研发流程,接近到严苛的地步。埃斯顿在开发伺服产品、设计伺服产品的时候,给开发部门的要求,就是你的创新,不仅是表现在控制上,还要体现在成本上。就是在成本上你也要创新,要来研发一种既具有高度水准,能满足高的控制要求的,但是又能保证低成本的要求。所以埃斯顿的伺服产品,一代一代的出来,不仅仅是性能在不断提高,还有成本在不断下降。有时为了推出某一代产品,就是纯粹为了获得成本的下降。这就是做国产伺服的公司,必须同时要兼顾的方面,即一方面你要能在性能上,接近国际的水准,同时要在成本上,能够有效地控制。正是这种进口产品的性能,国产产品的价格,才充分形成国产伺服的比较优势。以一台国产汽车的价格,卖一辆奔驰汽车,这就是国产伺服的重要竞争力所在。服务创新:贴近本土客户的适应能力形成服务优势 在洋品牌高高在上一卖了之的背后,本土企业的机遇其实已经形成了。与进口伺服相比,国产伺服在服务的细致、周全及响应速度、灵活性上无疑具有更好的口碑。因为了解本地客户,所以适配性更强,诚如埃斯顿总经理吴波所说,我们只有在成就客户价值之后才能真正实现我们自身的价值追求。行业经理设置、深度回访制度、全流程响应……这种针对性极强的客户服务体系在满足客户需要的同时,也在不断强化埃斯顿自身客户的黏性和忠诚度。积累产生价值,服务的创新使埃斯顿在与洋品牌的竞争中一步步从后发的行列中脱颖而出。以熟悉理解本土客户需求而提出的“共成长”策略实质是埃斯顿软实力提升的*好证明也是强化竞争力的*优策略。国家政策和资本关注:把握机遇、重在时机全数字交流(AC)伺服系统是国家“十五”、“十一五”计划重点发展的产品。 “十五”、“十一五”期间,随着国民经济第三步战略部署的全面实施,机械工业将进入一个重要的历史发展时期。国家《关于制定国民经济和社会发展第十一个五年计划的建议》中明确提出:“要大力振兴装备制造业,依托重点技术改造和重大工程项目,提高设计和制造水平,推进机电一体化,为各行业提供先进和成套的技术装备”。2006年埃斯顿一举中标江苏省“高速高精度交流伺服系统”项目,公司现已成为国家定点,重点支持的交流伺服系统产业化,规模化的研发和生产基地。为了能进一步扩大产能,适应公司交流伺服系列产品和市场快速发展的需要,一个投资6000万年产10万台套交流伺服系统的研发和生产基地已近落成。在埃斯顿规模巨大的伺服基地,埃斯顿总经理吴波告诉记者:“政府在土地方面给予我们了很大支持,税收上也提供很大的扶持,我们做得还稍晚了一些,但是现在还来得及,一个行业的发展机遇是不能错过的。”公司*近还先后接待了数家风险投资机构与基金的来访,“但是资本的介入还需要合适时机才能发挥更大的效力。对于埃斯顿,资本这步棋肯定要走,但是现在至关重要的是先走稳走实*关键的几步。”解读国产伺服企业的竞争力,埃斯顿为我们提供了极具价值的线索和思路,而这些清晰路径的背后,我们欣喜地看到不是一个企业的“士兵突击”,而是一群企业的“万物生长”,一个埃斯顿俨然成为国产伺服企业茁壮成长的缩影,这才是*重要的。伺服产品竞争力评测我国从上世纪70年代开始跟踪开发伺服技术,主要研究力量集中在高等院校和科研单位,以军工、宇航卫星为主要应用方向,不考虑成本因素。80年代后开始进入工业领域,直到2000年,国产伺服停留在小批量、高价格、应用面狭窄的状态,技术水平和可靠性难以满足工业需要。步入21世纪,全球工业自动化的速度加快,走向成熟的伺服系统被广泛应用在自动化工业的各个领域。随着中国变成世界工厂,制造业的快速发展为交流伺服提供了越来越大的市场空间,然而时至今日,国内伺服市场还是外国人的天下,日系和欧美品牌瓜分了80~90%的市场份额,尽管近年来台湾伺服品牌也有一些强势表现,但国产品牌总体仍处于弱势。国产伺服曾经落后国外“三十年”, 近几年的奋起直追下,不仅在技术上有了很大突破,多家国产伺服的发展也同国际接轨,具备了相当的企业竞争力。华中数控、广州数控、南京埃斯顿、和利时电机等国产伺服厂家,凭借价格优势,开始占据越来越多的市场份额,但不可否认真正决定国产伺服是否具有竞争力的核心因素还是技术水平。本评测选取了国内(包括台湾)具有代表性的伺服品牌产品与国外产品,在可靠性(稳定性)、精度、速度、参数上进行比较。品种和规格品种和规格往往反应了一个企业所具有的技术实力的高低。纵观目前市场中的主流伺服,欧美品牌通过模块化设计,可以做到很宽的功率段,西门子的SINAMICS S120功率范围为0.12~4500kW,伦茨的9400、B&R的ACOPOSmultic同样可以做到很宽的功率范围。而“单机型”日系伺服则通过不同系列多种规格,满足市场需求。松下A系列、A4系列哼哈二将31种规格;安川ΣII系列、骏马系列、ΣV系列三大野战军涵盖了30W到55kW的近50种规格,三菱、富士、三洋同样具有产品多样化的特点。近年来不断崛起的台达伺服以asda-a、asda-b、asda-ab、asda-a+四大主力25种规格笑傲江湖。国产伺服中,以埃斯顿公司*为活跃。目前该公司的交流伺服产品在国产伺服厂家中具有*宽的系列范围和*多的品种规格。现已形成3个系列15个规格;功率范围100W~22kW;相应的永磁同步伺服电机具有轻惯量、中惯量和大惯量三大系列以适应不同的应用需求。其产品系列范围之宽甚至超过日本松下和三洋。除了对上述通用性交流(AC)伺服系统研发外,埃斯顿还结合多年的行业经验,开发出适合重载装备主传动交流伺服控制的专用技术及大功率、大惯量、高频响的交流伺服驱动系统及伺服电机,用以替代目前重载装备主传动方面的机械传动、液压传动,满足今后重载装备主传动电动伺服化的发展需要。高可靠性(稳定性)交流伺服电机是一种高精度、高效率的自动化设备,如果发生故障,损失往往非常严重,所以交流伺服电机的可靠性就显得尤为重要。抛开价格因素,伺服的稳定性往往首先影响着用户企业的选择。伺服可靠性的定量指标“平均故障(失效)间隔时间”,指发生故障经修理或更换零件还能继续工作的可修复设备或系统,从一次故障到下一次故障的平均时间。目前国内伺服系统的MTBF值可达30000h以上,达到了国际主流伺服水平。除MTBF值外,一些外部因素同样影响着伺服的稳定,导致企业选择发生变化。如早期我国选用西门子伺服的企业就比较少,虽然西门子的伺服技术非常领先,但却不适合我们国家的电网。我国的电网不够稳定,会导致西门子的伺服模块容易烧坏,西门子的工作温度在0~40℃,当温度在40~55℃时,需要降温使用。影响伺服稳定的其他因素还包括湿度、震动、干扰强度等,而国产伺服对环境的要求上没有欧美伺服那么苛刻。比如南京埃斯顿工作温度在0~55℃,湿度在90%RH以下,抗振动4.9m/s2(0.5G),耐冲压19.6m/s2(2G),这一数据完全可以与松下等日系伺服分庭抗衡。智能化与网络化将现场总线和工业以太网技术、甚至无线网络技术集成到伺服驱动器当中,已经成为欧洲和美国厂商的常用做法。现代工业局域网发展的重要方向和各种总线标准竞争的焦点,就是如何适应高性能运动控制对数据传输实时性、可靠性、同步性的要求。在适合运动控制的工业协议方面,我们还看到Beckhoff的EtherCAT,B&R的PowerLink, Danaher下面的MEI开发的SynqNet,Siemens的ProfiNet,还有久负盛名的Sercos已经发展到SercosIII。这些通讯协议都为多轴实时同步控制提供了可能性,也被一些高端伺服驱动器集成进去。随着国内对大规模分布式控制装置的需求上升,高档数控系统的开发成功,网络化数字伺服的开发已经成为当务之急。在国内,甚至CAN这样的中低端总线也没有变成伺服驱动器的标准配置,采用高性能实时现场总线的商品化驱动器还没有出现。这一方面是因为我们的伺服基本性能还没有达到相应的水准,另一方面也是因为市场还没有发育到这个程度。可喜的是,我们已经看到一些企业进行了有益的研发实践,一方面消化国外的先进技术,一方面尝试推出自己的总线标准。南京埃斯顿在自己的下一代伺服产品ProNet系列中集成多种可选的通讯模块,其中集成CAN、Profibus-DP的伺服产品已经开发成功,基于ProfiNet工业以太网的伺服也在开发中;和利时电机和北航联合开发的CANsmc(用于多轴同步运动控制的总线),基于蓝牙无线通讯的模块也在研发中。埃斯顿*新开发的交流伺服产品具有智能化功能,应用多种*新智能控制算法,可实现在线实时检测负载惯量,随时自动调整增益以达到*佳控制状态,能智能化地自动适应不同机械结构,传动方式,负载惯量和运动控制要求,*大程度简化调试过程,降低对人员的技术要求,提高生产效率。ProNet系列交流伺服产品的开发完成后将可广泛用于高精度机床,高速包装和印刷机械等高端应用领域,标志着中高端交流伺服系统被欧美产品一统天下的局面被彻底打破。这对突破国产交流伺服系统长期处于低端,疲于价格竞争的困局具有及其重要的意义。加工精度伺服驱动技术作为五轴联动数控机床的关键技术之一,其在国内的发展还处在初级阶段。目前国内具有自主知识产权的伺服产品还只能使用在普通的数控机床上,定位精度一般在几个微米。无论是性能还是可靠性,都不能满足五轴联动数控机床的要求。埃斯顿公司作为一个专业的交流伺服系统研发及制造厂家,成功取得了江苏省科技厅“高档数控系统、高速高精度伺服控制系统及其典型主流机床关键共性技术开发”的重点科研项目。在此项目中,特别针对五轴联动数控机床对交流伺服系统的高速高精度要求进行了深入研究。现在,终于研制出埃斯顿公司的新一代全数字交流伺服系统--PRONET系列。该系列产品功率范围从0.5kW到15kW,可全系列地覆盖包括数控机床在内的各种机械自动控制应用行业。ProNet系列交流伺服可配备新型17位**值编码器,大幅度提高反馈精度,这种应用17位高分辨率**值编码器作为位置传感器的高速高精度交流伺服系统,可确保定位和运行精度满足五轴联动数控机床的要求。同时该技术也是各种高端交流伺服系统应用的关键技术之一。ProNet在伺服驱动器中通过大规模可编程器件将自主研发的串行编码器数据解码功能和速度实时检测功能集成为一体。一方面,使电机的低速性能得到了进一步的提高,速度波动、转矩波动减至*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时间也缩短为原来的1/5。性能指标交流伺服系统的性能指标可以从调速范围、定位精度、稳态精度、动态响应等方面来衡量。低档的伺服系统调速范围在1:1000以上,一般的在1:5000~1:10000,高性能的可以达到1:100000以上;定位精度一般都要达到±1个脉冲;稳态精度,尤其是低速下的稳态精度比如给定1rpm时,一般的在±0.1rpm以内,高性能的可以达到±0.01rpm以内;动态响应方面,通常衡量的指标是系统*高响应频率,即给定*高频率的正弦速度指令,系统输出速度波形的相位滞后不超过90度,或者幅值不小于50%。安川新发布的ΣV系列的速度频率响应(很多地方称“速度扫描频率”)达到了1.6kHz,而国内主流产品的频率在200~500Hz。 埃斯顿公司的ProNet系列伺服的速度频率响应可以达到650Hz,调速比达到1:10000,处于国内领先水平。可以很好地满足机械的高速快移和单步点动。总结国产伺服与国外伺服存在差距这是事实,但这差距并不像想象中那么大。市场在扩大、技术在进步、人才在增加,随着国家扶持力度的加大及民营企业投入的增长,国产伺服必将迎来自己的“春天”(见下期“国产伺服的春天”)。曾经有位业内人士谈到国产伺服的情景时表示,60%靠技术,40%靠市场。国内伺服企业过多地关注在低价格的竞争中,迫使彼此之间疲与争斗,而无暇顾及技术研发。可喜的是,以埃斯顿为代表的国内伺服企业正不断增加人力、物力、财力的投入,奋起直追,期待超越!

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