伺服电机（servo motor ）是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。
伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特征是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。
机器人产业的增长如火如荼，遍地开花，大量机床厂家、伺服厂家和其他有条件的企业都纷纷转向机器人市场。为何机床厂家和伺服厂家如此积极转型研发机器人?工业机器人有4大组成部分，分别为本体，伺服，减速器和控制器。
步进电机用于驱动机器人的关节，要求是要有上限功率质量比和扭矩惯量比、高启动转矩、低惯量和较宽广且平滑的调速范围。
机器人产业壮大，需要在伺服、集成控制等领域相继取得突破才能成行。目前，我国在伺服等领域依然处于待突破阶段，对本土机器人产业造成不利影响。
工业机器人电动伺服系统的一般结构为三个闭环控制，即电流环、速度环和位置环。正常的情况下，对于交流伺服驱动器，可通过对其内部功能参数进行人工设定而实现位置控制、速度控制、转矩控制等多种功能。
工业自动化进程的持续推进，对于自动化软件及硬件设备的需求都居高不下，其中国内工业机器人的市场一直稳步增长，预计在2015我国成为全世界最大需求市场。
与此同时，直接带动伺服系统的市场需求。美莱克供应的鸣志步进伺服电机系统在集成式电机中完美融入了伺服控制技术，具有精度高、稳定性高、速度快等特点。
目前，由于高启动转矩、大转矩、低惯量的交、直流伺服电机在工业机器人中得到普遍的应用。其他电机，如交流伺服电机、步进电机根据不同的应用需求也会应用到工业机器人中。
特别是像机器人末端执行器(手爪)应采用体积、质量尽可能小的电机，尤其是要求快速响应时，伺服电机一定要有较高的可靠性，并且有较大的短时过载能力。具体使用要求：
控制特性的连续性和直线性，随着控制信号的变化，电机的转速能连续变化，有时还需转速与控制信号成正比或近似成正比。
能经受得起苛刻的运行条件，可进行十分频繁的正反向和加减速运行，并能够在极短的时间内承受过载。
现代交流伺服系统，在经历了从模拟到数字化的转变后，其内部数字控制环已经无处不在，比如换相、电流、速度和位置控制等;其实现主要是通过新型功率半导体器件，像高性能DSP加FPGA、甚至伺服专用模块也不足为奇。且新的功率器件或模块每2～2.5年就会更新一次，新的软件算法也日新月异，国际厂商的伺服产品大概每5年亦会更新换代——总而言之，产品生命周期越来越短，变化慢慢的变快。总结国内外伺服厂家的技术路线和产品路线，结合市场需求的变化，能够正常的看到以下一些伺服电机系统的最新发展趋势：
尽管高效化一直都是伺服系统重要的发展课题，但是仍需要继续加强。最重要的包含电机本身的高效率：比如永磁材料性能的改进和更好的磁铁安装结构设计；也包括驱动系统的高效率化：包括逆变器驱动电路的优化，加减速运动的优化，再生制动和能量反馈以及更好的冷却方式等。
直接驱动包括采用盘式电机的转台伺服驱动和采用直线电机的线性伺服驱动，由于消除了中间物理运动设备的（如齿轮箱）传递误差，以此来实现了高速化和高定位精度。而直线电机容易改变形状的特点可以使采用线性直线机构的各种装置实现小型化和轻量化。
采用更高精度的编码器，更高采样精度和数据位数、速度更快的DSP，无齿槽效应的高性能旋转电机、直线电机，以及应用自适应、人工智能等各种现代控制策略，不断将伺服系统的基础指标（控制速度、控制精度）提高。
电动机、反馈、控制、驱动、通讯的纵向一体化成为当前小功率伺服系统的一个发展趋势。有时我们称这种集成了驱动和通讯的电机叫智能化电机，有时我们把集成了运动控制和通讯的驱动器叫智能化伺服驱动器。电机、驱动和控制的集成使三者从设计、制造到运行、维护都更紧密地融为一体。但是这样的形式面临更加大的技术挑战和工程师使用习惯的挑战，因此很难成为主流，在整个伺服市场中是一个很小的有特色的部分。
通用型驱动器配置有大量的参数和丰富的菜单功能，便于用户在不改变硬件配置的条件下，方便地设置成V/F控制、无速度传感器开环矢量控制、闭环磁通矢量控制、永磁无刷交流伺服电动机控制及再生单元等五种工作方式，适用于各种场合，可以驱动不一样的电机，比如异步电机、永磁同步电机、无刷直流电机、步进电机，也能适应不同的传感器类型甚至无位置传感器。能够正常的使用电机本身配置的反馈构成半闭环控制管理系统，也能够最终靠接口与外部的位置或速度或力矩传感器构成高精度全闭环控制系统。
现代交流伺服驱动器都具备参数记忆、故障自诊断和分析功能，绝大多数进口驱动器都具备负载惯量测定和自动增益调整功能，有的可以自动辨识电机的参数，自动测定编码器零位，有些则能自动进行振动抑止。将电子齿轮、电子凸轮、同步跟踪、插补运动等控制功能和驱动结合在一起，对于伺服用户来说，则提供了更好的体验。
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，慢慢的变成了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怎么来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。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慢慢的变成了当务之急。模块化不仅指伺服驱动模块、电源模块、再生制动模块、通讯模块之间的组合方式，而且指伺服驱动器内部软件和硬件的模块化和可重用。
随着机器安全标准的持续不断的发展，传统的故障诊断和保护技术已落伍，最新的产品嵌入了预测性维护技术，使得人类能通过Internet及时了解重要技术参数的动态趋势，并采取预防性措施。比如：关注电流的升高，负载变化时评估尖峰电流，外壳或铁芯温度上升时监视温度传感器，以及对电流波形发生的任何畸变保持警惕。
虽然市场上存在通用化的伺服产品系列，但是为某种特定应用场合专门设计制造的伺服系统比比皆是。利用磁性材料不同性能、不一样的形状、不同表面粘接结构和嵌入式永磁转子结构的电机出现，分割式铁芯结构工艺在日本的使用使永磁无刷伺服电机的生产实现了高效率、大批量和自动化，并引起国内厂家的研究
步进电机作为一种开环控制的系统，和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制管理系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也慢慢变得多地应用于数字控制管理系统中。为了适应数字控制的发展的新趋势，运动控制管理系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。 一、控制精度不同 两相混合式步进电机步距角一般为 1.8°、0.9°，五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步进电机通过细分后步距角更小。如山洋公司（SANYO DENKI）生产的二相混合式
近年以来，大家只要谈到谐波减速器，从事工业机器人领域的业内人士都不会陌生。过去多年，这个有时不过巴掌大的机器人核心零部件，由于核心技术长期被国外品牌垄断，一直占据机器人约三成的整体成本。这一现实也客观上推高了国内机器人应用的成本... 谐波减速器的前世今生： 20世纪50年代中期，随着全球科学技术的发展，美国人马瑟在薄壳弹性变形理论基础上，应用金属的挠性和弹性力学原理发明出来一种新型谐波传动技术。谐波传动技术主要使用在于航空航天、工业机器人、精密设备仪器、雷达通讯设备、印刷机械、纺织机械、半导体工业晶圆传送装置、印刷包装机械、医疗器械、金属成型机械、仪器仪表、光学制造仪器、及空气动力实验研究等领域。 六轴
国内工业机器人稳步增长，未来五年增速将超20% 随着我们国家生产制造智能化改造的需求日益凸显，自动化升级的应用更加深入，同时伴随着下游3C 制造业、以汽车零部件及配件制造、汽车整车制造为代表的汽车制造业等工业领域回暖，工业机器人产业的发展速度将再次提速。据IFR统计，2016 年中国工业机器人全年累计销售8.7 万台，同比增长26.6%；2017 年中国工业机器人累计产量13.1 万台，同比增长68%，我国已连续数年成为全世界第一大工业机器人应用市场。 在政策、成本、技术等推动下，未来机器换人的热潮在相当长的时间不会衰减，尤其是焊接、打磨、喷涂等枯燥、工作环境十分恶劣等工业领域将持续保持比较高的增长需求。预计未来五年（2018-20
近年来我国 工业机器人 销量保持迅速增加，多个方面数据显示，2021年销量达25.6万台，同比增长49.5%，今年上半年工业 机器人 销量达13.1万台，疫情影响下同比继续增长。 人机一体化智能系统大背景下，机器换人趋势仍在加速，对工业机器人的需求也在持续增长，市场大环境呈现出供不应求、价格持续上涨的态势，同时工业机器人新增产能大部分还处在建设阶段，短期内局势难以改变。 锂电、光伏工业机器人需求翻倍增长 从行业来看，新能源汽车、锂电、光伏、 医疗 、半导体等新兴行业需求旺盛，成为拉动工业机器人销售增长的主要动力，上半年中国新能源汽车产销量同比增长1.2倍，锂电、光伏行业受“碳中和”等政策驱动景气度持续走高。 据央视财经采访报道，在锂电和光伏这两个行
工业机器人 是一种专门设计和制造用于工业应用的 机器人 。它们具有一定的智能能力和自主性，用于执行各种生产任务和操作，以替代或辅助人力劳动。 工业机器人通常具备 机械臂 、关节、 传感器 和控制管理系统等组件，能够自动控制和执行精确的动作，完成装配、焊接、搬运、包装等工业任务。它们能提高生产效率、质量和安全性，并在工业生产过程中发挥重要的作用。 工业机器人主要使用在于以下几个领域和场合： 制造业： 工业机器人在制造业中大范围的应用，特别是在汽车制造、电子科技类产品制造、机械加工等领域。它们能执行各种任务，如装配、焊接、喷涂、搬运和包装等，来提升生产效率和质量。 物流和仓储： 工业机器人在物流和仓储行业中发挥着及其重要的作用。它们能用于货物的搬运
近两年来国内机器人行业发展迅速，3C制造业和汽车制造业慢慢的变成了了国内机器人的主要市场，在3C行业中，手机制造业作为劳动、技术密集型产业，最有代表性，目前我国手机制造巨头富士康、华为等，都在投入更多的智能化制造设备来提高生产效率，手机行业自动化应用改造市场的潜力依旧很大的。 手机生产中机器人应用情况 手机的自动化产线分为组装线和配件生产线，组装的工序有上百道，而现在机器人替代的典型工序主要是在工位相对固定的手机外壳的抛光打磨以及机床上下料、冲压、组装、屏幕处理、装盒等工作。 目前在手机生产线上很常见的工业机器人有6轴机器人、Scara机器人、AGV物流机器人、桌面锡焊和点胶机器人等。6轴机器人通常用于搬运和打磨，Scar
近日，“机器人与 人机一体化智能系统 高端论坛”在合肥工业大学召开，来自全国各地的机器人专家和制造业精英汇聚一堂，探讨机器人与人机一体化智能系统如何造通过深层次地融合，助力合肥市打造机器人产业聚集区、实现机器人技术与产业创新跨越。 三十年积累，实现从小到大 人机一体化智能系统把制造自动化的概念扩展到更加柔性化、智能化和高度集成化。而机器人是高端智能装备的代表，被喻为“制造业皇冠顶端的明珠”。 机器人替代人工生产是未来制造业重要的发展的新趋势，是实现人机一体化智能系统的基础，也是未来实现工业自动化、数字化、智能化的保障。“为啥说人机一体化智能系统需要机器人？”库卡机器人（上海）有限公司经理李少飞在大会发言中说道：“很多工作环境不友好，比如危险品制造、化工、军工等行业，人口老龄化带
中国机器人产业联盟发布的多个方面数据显示，2014年中国市场共销售工业机器人约5.7万台，较上年增长55%。销量约占全球市场的四分之一，连续两年成为全世界第一大工业机器人市场。 据此间召开的中国机器人产业联盟一届四次成员大会上的消息，2014年中国市场工业机器人销量中，国内企业销售16945台，比上年实际增长76.6%。外资企业在华销售约4万台，较上年增长47%。 从机型来看，多关节机器人是中国市场上的主力机型，2014年销量近3.6万台，同比增长42%。这一领域，外资品牌仍占主导地位，但是国内企业未来的发展势头良好，2014年销量较上年增长68%。国内企业在坐标型机器人中占优势，去年销量半数以上为此类机型。
基础与应用 (张明文)
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