一、伺服电机技术整体进展情况

    工业机器人核心部件中，伺服电机技术备受关注。近年来，国外以西门子、奔驰以及美国部分企业为主流，推出了一系列产品。从理论层面来看，最近几年该技术并没有全新突破，更多是聚焦于具体的结构设计与制造工艺，旨在通过这些方面的改进来大幅降低损耗，并提高电机密度。虽然国内外都在开展相关研发工作，但部分工业发展相对落后的企业，在技术水平上还难以达到这一标准要求。

二、伺服电机技术在电机密度提升方面的做法

    就电机本身而言，为提高电机密度，像西门子等企业采用了斜槽或斜级的方式，这种方法有助于降低齿槽转矩，进而提高电机速度的平稳性，不过也会在一定程度上降低额定扭矩。不同企业在这方面不断探索优化，力求在保证电机性能的同时，实现更好的综合效果。

三、伺服电机技术在材料方面的国内外差距

    在伺服电机技术进展（材料）方面，材料是国内电机中不可或缺且目前较难突破的一部分，因其需要适应高温应用环境，所以对材料质量要求很高。目前，日本在这方面的技术已非常成熟，并应用到系统材料之上，而我国尚处于实验性的基础阶段，与国外相比至少落后 10 年，这一差距使得我国在伺服电机材料应用上相对受限，影响了整体性能的提升。

四、编码器技术的瓶颈及相关优势产品

    编码器技术也是我国面临的瓶颈之一，我国电机所使用的反馈编码器以及各类传感器，基本上依赖国外进口产品，例如 SICK Stegmann 的产品。以一个价格为 3 千的电机产品为例，编码器的成本可能就占到 1 千，且编码器环节蕴含着较大利润空间，相比之下电机本身利润较低。在编码器技术领域，SICK 的技术值得推崇，其采用一根反馈线，将电源线集成在一起，仅用一条电缆线即可满足需求，这对于整个系统的设计以及布线成本控制都有着很大帮助，能在一定程度上优化系统集成与成本管理。

五、不同类型伺服电机产品的特点、应用及问题

（一）直驱电机

    近年来，直驱、直线、集成式伺服电机等产品不断涌现，有着各自重要的应用背景。直驱电机去除了传统部件，能够大大提高整个系统的应用特性。然而，它也存在一定的概念误区，要达到与传统电机同样的扭矩，直驱电机的体积会增大，因为扭矩密度与体积成正比关系，这在实际应用中需要根据具体场景权衡利弊。

（二）直线电机

    直线电机具有无背隙、高动态响应的优势，在高精度雕铣（高光机）、激光加工、精密定位平台等领域有着良好的应用前景。但它必须配备更好的反馈元件，才能获得较高的定位精度，这对相关配套元件的性能提出了较高要求。

（三）集成式伺服电机

    前几年较热的集成式伺服电机存在较大问题，尤其是发热问题较为突出，这使其必须降低使用频率，不适用于重载机器人应用场景，相对更适合应用在小功率的人工协作机器人上。并且从市场销售情况来看，即使曾经进行产品化推广，如在美国的推广实践中，自 2011 年底推向市场后，销量未超过 1 千台，不过其概念本身仍具有一定创新性和可取之处。

六、核心技术及安全功能方面的差距

    总体而言，我国与国外在伺服电机领域存在差距，核心问题并非在于伺服电机本身，而是核心技术方面。我国目前所使用的伺服总芯技术，其所有的标准、定义都并非由中国人制定，而是全部来源于欧洲和日本，例如 EtherCAT 等技术标准。

    在安全功能方面，我国以前对其关注度较低，像 SIL 的安全功能，是欧美驱动器普遍采用的安全功能技术，我国在这方面的应用相对滞后，需要进一步加强研发与应用，以提升工业机器人整体的安全性和可靠性。

七、总线架构系统的情况

    以美国罗克韦尔的架构系统为例，目前有两种总线，选择这两种总线的优势在于不加任何东西就可以实现设备互联，不过它们是基于 TCRP 的架构，存在实时性、速度不够快的缺点，尽管如此，像 EtherCAT 虽不是基于 TCRP 的架构，但满足机器人的应用是没有问题的，不同的总线架构各有特点，在实际应用中需根据具体需求进行选择和优化。

    综上所述，我国工业机器人在伺服电机相关技术方面与国外存在多方面差距，需要加大研发投入，突破核心技术瓶颈，重视安全功能提升以及优化总线架构等方面的工作，逐步缩小差距，提升我国工业机器人产业的整体竞争力。