近年來,中國運動控制產品(通用伺服系統(tǒng)、步進系統(tǒng)、運動控制器)穩(wěn)步增長,增速高于新常態(tài)下GDP的增長。尤其是機床、紡織、印刷、包裝和電子等行業(yè)的快速發(fā)展有力帶動了對運動控制器的需求。通用運動控制器作為伺服系統(tǒng)的控制裝置,其市場規(guī)模受到伺服系統(tǒng)的直接影響;運動控制器需求量在2006-2012年保持穩(wěn)定增長,由2006年的25.36萬套上升至2012年的75.45萬套。2013年中國運動控制器市場需求依舊相對穩(wěn)定,增速約為19%,需求量在90萬套左右。伴隨著市場規(guī)模的不斷擴大,中國廠商開始在運動控制方面占據(jù)一席之地。
運動控制通常是指在復雜條件下,將預定的控制方案、規(guī)劃指令轉變成期望的機械運動,實現(xiàn)機械運動精確的位置控制、速度控制、加速度控制、轉矩或力的控制。按照使用動力源的不同,運動控制主要可分為以電動機作為動力源的電氣運動控制、以氣體和流體作為動力源的氣液控制和以燃料(煤、油等)作為動力源的熱機運動控制等。

運動控制主要涉及步進電機、伺服電機的控制,控制結構模式一般是:控制裝置驅動器(步進或伺服)電機?刂蒲b置可以是PLC系統(tǒng),也可以是專用的自動化裝置(如運動控制器、運動控制卡)。PLC系統(tǒng)作為控制裝置時,雖具有PLC系統(tǒng)的靈活性、一定的通用性,但對于精度較高(如插補控制)、反應靈敏的要求時難以做到或編程非常困難,而且成本可能較高。隨著技術進步和技術積累,運動控制器應運而生了,它把一些普遍性的、特殊的運動控制功能固化在其中(如插補指令),用戶只需組態(tài)、調用這些功能塊或指令,這樣減輕了編程難度,性能、成本等方面也有優(yōu)勢。
其中,步進運動控制技術,是唯一可以在開環(huán)情況下運行,而不需位置反饋的運動控制方法。這使得步進電機系統(tǒng)比伺服運動系統(tǒng)簡單得多,成本較低也增添了步進電機的吸引力。再加上其它不斷改進設計,如硬件小型化和高密度力矩,使得步進系統(tǒng)在很多要求較低速度和定位精度運動應用中保持著較強的競力。對于某些低功率應用,內在控制簡單,微電機及驅動器、高密度轉矩步進系統(tǒng)構成了伺服電機可行的選擇。
中國運動控制市場依賴機床、紡織、橡塑、包裝等少數(shù)幾個下游機械行業(yè),所以前幾年市場波動比較大,隨著行業(yè)應用的拓展,運動控制行業(yè)也逐漸成熟。伴隨我國機械裝備技術水平的提高,中國市場對高端運動控制設備的需求相對保持穩(wěn)定。尤其在高端醫(yī)療設備、高端機床、高端自動化紡織機械、高精密印刷機械、精密電子加工設備等行業(yè),歐美和日本運動控制廠商表現(xiàn)突出,擁有較強的綜合競爭優(yōu)勢。
日本山社電機多元化的運動控制電機如:步進電機、直線電機、DD馬達、行星減速機、步進伺服、凸輪分割器、滑臺模組等產品主要運用在以下三大方面:
第一、步進電機主要用于一些有定位要求的場合,例如:線切割的工作臺拖動,植毛機工作臺(毛孔定位),包裝機(定長度),基本上涉及到定位的場合都用得到。
第二、廣泛應用于ATM機、噴繪機、刻字機、寫真機、噴涂設備、醫(yī)療儀器及設備、計算機外設及海量存儲設備、精密儀器、工業(yè)控制系統(tǒng)、辦公自動化、機器人等領域,特別適合要求運行平穩(wěn)、低噪音、響應快、使用壽命長、高輸出扭矩的應用場合。
第三、步進電機在電腦繡花機等紡織機械設備中有著廣泛的應用,這類步進電機的特點是保持轉矩不高,頻繁啟動反應速度快、運轉噪音低、運行平穩(wěn)、控制性能好、整機成本低。
總的來說,步進電機慣量低、定位精度高、無累積誤差、控制簡單等特點,廣泛應用于機電一體化產品中。
在中國,很多本土廠商只能提供運動控制器,伺服驅動,伺服電機和編碼器等其中一種產品,再搭配其他廠商的驅動或者電機銷售。產品層面,中國本土運動控制產品和歐美,日系廠商的差距還是比較大的,比如一些關鍵性指標:控制精度,穩(wěn)定性,動態(tài)響應,轉矩脈動,高速性能,智能控制和網絡支持。
未來幾年,中國運動控制器的需求增長仍將集中于機床、印刷、包裝,電子等行業(yè),而煙草機械、醫(yī)療設備等行業(yè)對運動控制器的需求也將穩(wěn)定增長,預計到2017年中國運動控制器需求量將接近190萬套,而通用運動控制器市場規(guī)模有望達到40億元左右。作為微電機運動控制方案專家的日本山社電機在2017年繼續(xù)助力于中國運動控制自動化行業(yè)的繁榮發(fā)展。