伺服电机产业状态

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关于伺服电机的产业状态，根据中国产业信息网数据，伺服电机在2020年产业规模将达到130亿，主要体现在新智能制造、新基建、工业机器人、医疗、激光、3C、新能源等领域。

国外占据中国直驱电机的60%以上的市场，主要是集中在高端市场。为什么呢？主要是国外的产品稳定性更高，一致性更好，用户能友好地开发或使用。大多数公司考虑不能让设备出问题，所以就需要有稳定的产品，有稳定的供应商，服务态度和服务质量也会好很多。

发展

直线旋转电机发展状态

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直线旋转电机既可以做直线运动，也可以做旋转运动。特点是控制精度高，体积小，重量轻。以前我们有一些行业，比如说贴片机、插线机、贴插机，都可以一台直线电机结合一台旋转电机实现直线旋转运动，它的运动部分很大，很笨重。

如果单用我们一个电机，实现直线旋转运动，它的体积会变得很小，右边图是我们公司做的一体式的直线旋转电机，可以用于芯片的贴合、封装，这些都可以用。

未来直线旋转电机应用场景，从市场反馈情况来看，未来半导体、封装、加工、测试，以及光学模组贴装都需要直线旋转电机，特点是精密、小巧。第二，工业机器人和精密数控机床也需要用到直线旋转电机，这个要比现在做的产品功率大很多。我刚才说到做芯片的贴合、贴装，将芯片贴在基板上进行焊接，这就是很典型的应用。未来的话，像芯片这种封装，以及芯片内部的封测，这些问题都需要高精密的直线旋转电机来进行。因为芯片本身非常小，所以执行装置精度要求很高。第三个是机械臂上面需要用到一些直线旋转电机。这一点我们的电机与传统的两个电机组合在一起的方式是比较有优势的。

这是我们公司今年开发的部分产品，我们初步开发了八九个类型类似于竞品结构的直线旋转电机，并且我们的旋转精度是17位的，这个精度比竞品的部分电机产品还高一些。

直线精度，直线轴的偏摆达到3至4微米，因为从我们客户反馈的信息来看，效果是非常好的。我们通过改进初轴的方式，以及机械结构，把偏摆做到3至4个微米，这个性能比竞品性能高一些。当然市场上其他公司是否可以做到这么高的精度呢？可以做到，但是它的成本也会提高。其他公司能做的，我们公司也能做。

这是个典型的直线旋转电机，这个电机行程为15毫米。普通直线旋转电机的轴偏摆是1至2个丝，我们的电机只有3-5个微米。我们电机厚度是20个毫米，也是做得很薄。有的公司能做到16毫米、13毫米，我们目前虽然还做不到，但对于绝大部分应用场景来说，这样的厚度，这样的参数，是可以用的。

对于轴的精度偏摆的问题，我们尝试将轴进行处理，其他竞品公司是没有这种处理方式的。我们现在已经申请专利，包括所有的电机结构，控制、驱动、算法都已经申请专利。今年在电机及驱动器上总共申请专利技术有60项。60项有十几项是发明专利，已经授权的专利是达到四至五项。一至两款驱动器，一共是80、90项专利，多少人完成呢？我们只用7、8个人来完成，这是公司目前的研发团队对公司新产品的开发和知识层面的保护。

我们跟竞品精度做了一个对比，这个轴偏摆精度是正负3个微米，我们在直线旋转电机方面还是比较靠前。目前在国内做直线旋转电机不多，但是我们发现已经有很多公司开始布局，对这方面进行了开发。

我们前面讲的这些东西都是两个电机拼凑在一起，形成一个直线旋转的运动形式。未来的旋转电机是什么样，其实应该是一体式的直线旋转电机。

我在读书期间对直线旋转电机做过一些开发和研究，我发现一体式的直线旋转电机会更加紧凑，一体式装配的零件越少，装配的误差就越少，同样电机整体的装配误差、公差、推测误差等，从理论上来讲，更容易达到高精度。

这是我原来做的一个功率很大的一体式直线旋转电机，它既可以做直线运动，也可以做旋转运动。

我们把电机优化之后，做成体积更小一些的直线旋转电机，国奥第二代电机分为内外两层，外面一层负责直线运动，里面负责旋转运动。

这是我们做的第二代一体式直线旋转电机的视频。同样做了力控制的测试。当时我们力控在0.1N，现在已经可以做到0.01N。

我们也取得了一些检测的报告，这是深圳计量院帮我们打的精度，取得的相关报告。

这是今年在一体式直线旋转电机方面做的更小重量的直线旋转电机，直径为40mm。前面两个个头比较大，用于实际生产和设备里面并不太多，未来我们力求将这个产品做得更小、更紧密。

我们为直线旋转电机开发了相应的驱动。此驱动器第一个特点就是集成了两个轴，主流驱动一般有两个驱动，一个负责直线，一个负责旋转。我们是一个驱动带两个维度的运动。这个驱动器的性能不亚于现在市面上的主流驱动器，而成本是它的一半。

这个驱动器可以支持PMSM、音圈电机、BLDC直流有刷/无刷电机。我们也有相关的软着陆、自抗扰、参数自动辨识等算法。还有独特精准力控补偿算法。现在力控精度在0.01N这个范围已经非常高。

那么要把力控的精度做高，可能需要将电机要设计得好，还有通过驱动控制算法要把力控进行补偿。我这里分享一下我们做的一个力控的补偿。

电机力控补偿需要辨识很多参数的变化，包括动子质量、摩擦力、电流的纹波、线圈温度等。相信如果做成直线旋转电机的话，最终的竞争点会在这里，这个适合高校和研究院做这个事情，这个是需要花点时间。目前很多公司在做应用方面的改变和拓展，真正做核心研发的公司非常少。我们为什么做，关于算法的开发，我们觉得这一块是可以实现的，未来就是一个趋势。力推算法就需要对电机温度、质量辨识，电阻电感这些东西很容易辨识，但是需要更准确、更高效的辨识及控制算法。

刚才说了，我们公司的电机，包括驱动器，在今年一年，跟电机相关的就增加了60多项专利，其中发明专利19项。这个成绩不是30、40个人去做，我们只是7、8个人做，所以这个工作强度很大

未来

直线旋转电机发展目标和前景

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未来的话，我相信不管是直线电机，还是直线旋转电机，首先在结构上会有新突破，电机的结构只是一部分，结构优化对电机出力只能提高多少呢？如果优化好的话，可以提高5%至10%。

还有一个是新材料，这个突破比电机机构上突破要更难。对于新材料的话，如果这一块性能更好，我相信电机方面有质的突破。比如说电机散热的材料，结构件，导轨或承轨的钢等，这些东西我们公司研发不了，这些东西的研发是属于比较大的公司考虑的或一些国家战略，新材料是很重要的。