中国十大气动品牌(榜单首发!伺服系统国产供应
伺服系统的发展历程与技术概述
早在1950年前,伺服系统就在国外初见端倪。相较之下,我国的伺服系统发展起步较晚,最初在70年代主要应用于国防与工业领域。随着2000年后国内中高端制造业的蓬勃发展,伺服系统在工业自动化生产过程中逐渐占据了不可或缺的地位。
高性能的伺服系统为机电设备提供灵活、方便、准确、快速的驱动,它如同工业生产的精细调节器,优化控制工业品检测、调度和管理等环节。
一、伺服系统概述
伺服系统作为运动控制部件,由伺服驱动器和伺服电机紧密协作完成。伺服驱动器是控制伺服电机转角、速度、转矩的电力电子装置,属于驱动层;而伺服电机则是在伺服系统中控制机械组件运转的发动机,属于执行传感层。
二、概念与工作原理
伺服系统通过伺服驱动器发出信号驱动伺服电机转动,同时编码器将伺服电机的运动参数反馈给了伺服驱动器。驱动器再对信号进行汇总、分析、修正,整个过程以物体的位移、角度、速度为控制量,动态跟踪目标位置变化。
三、分类及产品结构
伺服系统可根据功率大小分为小型、中型和大型伺服;按执行原件不同可分为液压、电气和气动伺服系统,电气伺服又可分为直流和交流伺服。
1. 小型伺服:多用于工业机器人、电子制造、纺织包装设备等。代表厂商如松下、三菱、台达。
2. 中型伺服:适用于铣床、注塑机、包装机、钻孔机等。其中安川是此领域的代表。
3. 大型伺服:多用于大型数控机床、全电注塑机等大型机械。西门子、博世力士乐是此领域的领先厂商。
直流与交流伺服在原理、控制方式及性能上各有特点。直流伺服因其结构简单、运行可靠、维护方便及运行效率高等优势,在AGV、医疗器械等领域应用广泛。而交流伺服则在结构、成本及容量上拥有优势。
四、技术现状与区别
伺服系统的技术难点在于自调整功能、驱动器响应速度及电磁设计技术。国外龙头厂商在控制性能、产品可靠性等方面仍具竞争优势。我国伺服系统研究虽起步晚,但近年来国内厂商在民用伺服系统的研发上已取得显著进步。
根据控制调节原理的不同,伺服系统可分为开环、闭环及半闭环系统。其中,开环伺服系统主要为功率步进电机或液压脉冲马达;而闭环伺服系统则是误差控制随动系统,需要位置检测装置。
伺服系统在工业自动化生产中扮演着至关重要的角色,其技术进步与研发对于提升我国工业自动化水平具有重要意义。随着科技的飞速发展,我国伺服系统产业已经取得了显著进步。目前,中低端伺服系统的研发与量产已经完成,而高端伺服技术也正在积极研发中。
政策支持为伺服系统行业的发展注入了强劲动力。根据国家统计局的数据,伺服系统所在的行业属于高端装备制造产业中的智能关键基础零部件制造领域。《中国制造2025》等相关政策的出台,对伺服驱动器、高精度机器人专用伺服电机等关键零部件的研制及产业化应用给予了大力支持。从《制造业设计能力提升专项行动计划》到《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,国家对于智能机器人关键技术,特别是伺服驱动技术的突破和能效提升给予了持续的关注和支持。
伺服系统的产业链图谱展示了行业的上游原材料供应情况。稀土作为生产磁性材料的主要原料,其供应宽松,对伺服系统的生产制造成本带来一定影响。而伺服系统中的编码器、传感器等器件的技术突破也推动了整个行业的发展。随着原材料价格的上涨,伺服企业的制造成本也在逐渐上升。
市场规模与趋势方面,我国伺服市场规模已经突破200亿元,且呈现出强劲的增长势头。随着工业自动化和智能制造的推进,尤其是工业机器人、智能汽车等行业的快速发展,伺服系统市场将迎来新一轮爆发式增长。目前,国产伺服系统在市场份额上虽然不断提升,但主要还是在小型伺服领域取得突破,市场大部分仍然被外资品牌所占领。其中,日系品牌如松下、安川、三菱电机等以及欧美品牌如美国的罗克韦尔、德国的西门子等在市场上占据重要地位。
这些企业推出的产品和服务各具特色。例如,松下的交流伺服电动机和驱动器在市场上受到欢迎;安川作为日本第一个做伺服电机的公司,其产品以稳定快速著称;三菱的伺服放大器则广泛应用于各种领域。我国伺服系统行业面临着巨大的发展机遇,但也面临着激烈的市场竞争和原材料成本上涨等挑战。为了应对这些挑战,企业需要不断提高技术创新能力,推出更具竞争力的产品和服务,以满足市场的需求。欧美品牌中的佼佼者
西门子、伦茨等品牌以其卓越的伺服电机技术,引领着欧美市场的发展趋势。西门子的伺服电机种类繁多,结构紧凑,确保了出色的动态特性和运行效率。每一款电机都经过精心设计和制造,以满足不同的性能等级和安装规格需求。
在众多品牌中,不得不提的是伦茨的MCM同步伺服电机。这款电机主打机器人市场,其结构紧凑、负载与电机惯量比优越,外壳设计平滑且使用简单。尤其在包装和搬运等应用场景中,表现出色。
而在国产伺服领域,台达的产品同样备受瞩目。其伺服控制回路采用了高速数字信号处理器(DSP),结合增益自动调整、指令平滑功能的设计以及软件分析与监控,满足了高速位移和精准定位等高端运动控制需求。
2021年的数据显示,国产伺服市场上,汇川技术凭借其出色的通用伺服系统,市场份额达到了惊人的16.3%,超越了许多外资品牌。其他外资品牌如安川、松下、三菱等也占据了不小的市场份额。而国内上市公司中,微光股份、昊志机电、科力尔、华中数控等也表现出色。尤其是汇川技术,以179.43亿元的年度营收,远超其他上市公司。
从业务领域来看,这些企业都有各自的主营方向。汇川技术专注于通用伺服业务,而科力尔的产品则主要应用于机器人、工业自动化、人工智能和新能源汽车等领域。江苏雷利的产品主要应用于医疗器械和汽车领域。而星辰科技的业务领域更是广泛涉及工业、新能源等多个领域。
昊志机电不仅掌握了高端伺服驱动、伺服电机和数控系统技术,还在氢能源与环保领域展现了强大的应用能力。正弦电气则专注于高精度伺服驱动产品。伟创电气的产品广泛运用于口罩机、机床、食品包装机械等机械设备。微光股份的产品主要应用于纺织机械、工业自动化、机器人等领域。禾川科技的产品则广泛应用于3C电子、锂电池、物流等行业。
从业务占比来看,以星辰科技和今年4月上市的禾川科技为例,伺服业务占比均超过50%,显示出这两家公司在伺服领域的专业化程度较高。
无论是欧美品牌还是国内企业,都在伺服领域展现出了强大的研发实力和市场份额。随着技术的不断进步和市场的不断扩大,这些品牌和企业必将继续引领行业的发展潮流。广东与江浙沪地域企业繁盛,伺服行业国产龙头崛起
国产伺服行业的佼佼者,非汇川技术莫属。这家位于深圳市龙华区的自动化领域的龙头企业,自2003年成立以来,已逐渐崭露头角。2010年,汇川技术在深交所创业板A股成功上市,如今市值高达1662亿元。
拥有苏州、杭州、南京、上海等20余家子公司的汇川,员工规模超过1.69万人。其在企业年报中展现的业绩令人瞩目:2021年,汇川实现营收179.43亿元,同比增长55.88%,盈利更是达到38.22亿元,同比增长62.8%。
被业界称为“小华为”的汇川,其创始团队大多来自华为原来的电气部门艾默生。其成功的秘诀在于坚持高比例的研发投入,这是其在国产工业自动化领域取得领先地位的核心策略。每年,汇川都将营收的10%投入研发,2021年研发投入资金高达16.85亿元。截至2021年末,研发人员占比达21%,累计获得专利及软件著作权高达2186项。
起初,汇川以变频业务起家,随后将伺服系统提升至核心战略地位,拓展PLC业务。如今,伺服业务已成为汇川上市后增长最快的业务之一,毛利率稳定且高。近年来,汇川开始布局工业软件,提供工业解决方案,逐渐实现工业自动化版图的拓展。
在通用自动化业务方面,汇川的伺服系统业务表现尤为出色。2021年,其市场份额超越众多外资品牌,在中国市场份额中占据首位。其中,通用伺服系统在新能源行业和先进设备制造行业的增长尤为迅猛。
相较于外资品牌,汇川提供行业定制化解决方案,性价比高,客户需求响应及时等本土企业优势。其营销策略为“技术 行业”,为行业客户提供一体化解决方案。在未来,汇川还将积极推进国际化、数字化、能源管理等战略,拓展新行业,建设欧洲工厂等举措以抓住海外市场增长机会。
禾川科技作为另一家技术驱动的工业自动化控制核心部件及整体解决方案提供商,也在伺服领域崭露头角。成立之初,禾川大力推广PLC产品,后自主研发出SV-X3E系列伺服系统,成为其核心产品。如今已在市场上取得一定的地位。
禾川,一家致力于工业自动化的先锋企业,矢志不渝地深化产业链上下游的探索与延伸。他们不仅突破了编码器、工控芯片、智能相机等核心部件的技术壁垒,更是涉足上游的工控芯片、传感器及下游的高端精密数控机床等领域,致力于构建完整的工业自动化解决方案。他们的产品矩阵并非单一产品或者单一技术的堆砌,而是从点到线再到面,形成了一套完整而丰富的产品体系。
禾川的核心产品——伺服系统,已经成为其标志性的业务。这一系统在禾川的总收入中占据了近九成的比重,并且毛利率相当可观。他们的伺服产品广泛应用于机器人、机械手、3C、光伏、物流等多个中高端制造领域,深受宁德时代、先导智能等龙头企业的信赖。凭借一系列核心技术及257项专利,禾川正朝着机电层、数字化工厂的布局大步前进,为客户提供从核心部件到数字化工厂的整体解决方案。
步科股份,一家由贴牌走向自主品牌的自动化巨头,其发展历程令人瞩目。自2008年成立以来,步科不断在工业自动化设备控制核心部件领域进行研发投入,逐渐掌握了从人机交互到控制、驱动和执行等一系列核心技术。如今,步科已在全球舞台上与西门子等国际大品牌一争高下,并且成功实现了从德国公司产品上贴牌到创立自主品牌的华丽转身。其伺服产品已经覆盖了多个行业,并且将继续围绕“联(机器物联网)动(工业自动化设备及机器人动力)”的发展方向深化发展。
昊志机电,一家进军国际市场的领军企业。自2006年成立以来,昊志机电通过收购瑞士Infranor集团,成功将产品线拓展至运动控制领域核心产品。如今,昊志机电的伺服业务已经取得了显著的成果,其运动控制产品在国际市场上也占有一席之地。他们的境外子公司如Cybelec瑞士、Infranor法国等,均设有独立的技术开发部门,不断推动运动控制器、伺服驱动和伺服电机的技术创新。未来,昊志机电将继续稳步进军国际市场,为工业自动化领域带来更多的惊喜。未来,昊志机电将继续深耕数控机床、工业机器人、新能源汽车燃料电池系统等领域,坚定推动技术创新、产品迭代与服务升级,致力于成为世界顶级装备核心功能部件设计制造领域的佼佼者。
作为行业内的领军企业,雷赛智能控制股份有限公司(雷赛)在步进系统和伺服业务领域表现突出。自2007年成立以来,雷赛在电子、机械等上百个行业的自动化设备中都有广泛应用其运动控制系列产品。依托深厚的步进业务技术积累,雷赛推出的伺服产品已经在国内市场占据重要地位。其交流伺服系统的核心技术指标已达到国内领先水平,且产品线日趋完善,下游客户群也在不断扩大。未来,雷赛将继续提升交流伺服与运动控制PLC的竞争力,并大力研发视觉与运动控制协同技术。
伟创电气科技股份有限公司(伟创电气)也是电气传动和工业控制领域的佼佼者。伟创电气主营业务为变频器、伺服系统及运动控制等产品的研发、生产及销售,其伺服系统及运动控制器销售收入增长迅速。未来,伟创电气计划投入巨资进行技术研发,力争在伺服系统领域取得更大突破,并打造高质量、低成本、快速的供应链体系以满足客户需求。
桂林星辰科技股份有限公司(星辰科技)则是较早从事、民用伺服系统产品研发与产业化的企业。星辰科技将不断提升其在伺服领域的专业水平,以满足市场的多样化需求。
这三家公司在各自的领域内都有着显著的表现和强大的竞争力,通过不断的技术创新和产品研发,它们在未来的发展中有着巨大的潜力。期待它们继续为行业带来更大的惊喜和突破。在科技巨轮驶向星辰大海的征途上,星辰科技正以其独特的力量闪耀光芒。这家企业在伺服技术领域取得了引人注目的成就,其业务占比高达98%,伺服电机产品广泛应用于航空航天等重要领域。在2021年,星辰科技实现了令人瞩目的业绩,实现营收1.42亿元,同比增长3.47%,盈利更是大幅增长了33.31%。这一飞跃不仅彰显了星辰科技的强劲实力,也预示了其未来的无限潜力。
与此江苏雷利电机股份有限公司也在医疗器械和汽车伺服领域崭露头角。该公司自成立之初就专注于微电机产品的研发与设计,如今已成为一家上市企业,总市值达百亿。其伺服产品技术先进,主要应用于医疗器械和汽车领域。在2021年,江苏雷利实现了营收的稳步增长,并计划进一步拓展其在新能源、工控等领域的市场。
深圳市英威腾电气股份有限公司同样值得关注。作为自动化行业的领军企业,英威腾的伺服产品已成为其核心业务之一。该公司通过不断研发和创新,已经成功打造出具有国际竞争力的伺服系统产品。其伺服业务广泛应用于电子、造纸、机床等多个行业,为公司带来了稳定的业绩增长。
而在深圳的蓝海华腾技术股份有限公司,也在伺服技术领域取得了显著进展。该公司的高性能产品能够满足市场的多元需求,在2021年实现了营收和盈利的快速增长。
这些企业都在不断推动技术创新和市场拓展,致力于在伺服技术领域取得更大的突破。它们的发展不仅推动了相关行业的发展,也为整个科技领域注入了新的活力。未来,这些企业将继续发挥自身优势,拓展市场,推动技术进步,为整个行业的发展做出更大的贡献。
星辰科技正沿着“专精特新”的道路稳步前行,重点围绕用随动控制总成开展技术开发,稳定推进新能源市场。江苏雷利则致力于建设“智能工厂”,拓展新能源汽车零部件市场。英威腾将继续加大高效节能技术的研发投入,助力节能减排和产业升级。而蓝海华腾则以其高性能产品满足市场的多元需求,实现了快速增长。这些企业都在不断追求卓越,为科技领域的发展贡献力量。蓝海华腾以其卓越的业务覆盖了新能源汽车驱动产品和工业自动化控制产品领域。该公司生产的电动汽车电机控制器、中低压变频器、伺服驱动器等,广泛应用于各类市场应用需求。其产品电压等级多样,功率范围广泛,能够满足高、中、低端市场的不同需求。其中,蓝海华腾的伺服驱动器以其VTS、VY、VA系列为代表,广泛应用于电液混合驱动类设备、主轴驱动类设备等行业领域,实现了节能、快速响应和提高控制精度等显著效果。
在2021年,蓝海华腾的伺服销售量为1754台,同比增长2.1%,生产量为1715台。尽管生产量有所下降,但该公司始终保持着稳定的增长态势。未来,蓝海华腾将继续深耕新能源汽车产业和工业自动化行业,积极投入研发,特别是在技术前沿化、国产物料替代、调试工具链便利优化等方面发力。公司还将关注小型迷你变频器、新一代升降梯一体机的研发和生产。
展望未来技术趋势,国产替代进口的趋势愈发明显,替代速度不断加快。随着工业自动化控制市场竞争的加剧,伺服系统产品价格逐年降低。技术方面,数字化、智能化、模块化、网络化等方向成为主流趋势。伺服驱动器将实现故障自诊断、参数自动修正等智能化功能。伺服系统将根据用户需求定制简易模块化编程操作系统,构建网络型、总线型伺服系统。驱动器与上位机控制器的集成将实现驱控一体化,缩小体积、减轻重量并提升性能。随着芯片技术和编码器技术的升级,伺服系统的采样精度和数据处理速度等性能将不断提升。通用型伺服驱动器配置大量参数和丰富菜单功能,逐渐成为市场主流,能够适应多种类型和工作方式及传感器。随着蓝海华腾等企业的持续投入和创新,未来的工业自动化控制领域将更加智能、高效和灵活。