工業(yè)機(jī)器人的“三大”核心部件包括伺服電機(jī)、減速機(jī)和控制器,這三大核心部件是機(jī)器人進(jìn)步與發(fā)展的關(guān)鍵所在,也是制約我國(guó)機(jī)器人發(fā)展的重要瓶頸。“MM現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人”微信公眾號(hào)上兩篇文章(工業(yè)機(jī)器人伺服電機(jī)和工業(yè)機(jī)器人精密減速機(jī)市場(chǎng)機(jī)遇巨大,國(guó)產(chǎn)替代在加速進(jìn)行)重點(diǎn)談了電動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及精密減速機(jī)的市場(chǎng)及國(guó)產(chǎn)替代情況。今天,我們將重點(diǎn)談?wù)劰I(yè)機(jī)器人控制器市場(chǎng)現(xiàn)狀及國(guó)產(chǎn)化替代。控制器作為工業(yè)機(jī)器人最為核心的零部件之一,對(duì)機(jī)器人的性能起著決定性的影響,在一定程度上影響著工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。
1數(shù)據(jù)顯示,在工業(yè)機(jī)器人的總成本中,三大關(guān)鍵部件約占機(jī)器人總成本的80%左右。其中,減速機(jī)占比最高,約為33%~38%,驅(qū)動(dòng)及伺服電機(jī)約占20%~25%,控制器約占10%~15%,機(jī)器人本體在總成本中占比只有20%左右。目前除了本體以外,我國(guó)工業(yè)機(jī)器人核心零部件大部分依賴(lài)進(jìn)口。
相較于工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)和減速機(jī),國(guó)產(chǎn)機(jī)器人控制器在某種程度上已經(jīng)具備了自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)基礎(chǔ)(見(jiàn)表1)。
表1 三大核心零部件規(guī)模、
成本及品牌企業(yè)的對(duì)比(資料來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))
工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是控制機(jī)器人在工作空間中的運(yùn)動(dòng)位置、姿態(tài)和軌跡,操作順序及動(dòng)作的時(shí)間等。它同時(shí)具有編程簡(jiǎn)單、軟件菜單操作、友好的人機(jī)交互界面、在線操作提示和使用方便等特點(diǎn)。
2機(jī)器人自由度的高低取決于其可移動(dòng)的關(guān)節(jié)數(shù)目,關(guān)節(jié)數(shù)愈多,自由度則越高,位移精準(zhǔn)度也愈出色,其所需使用的伺服電機(jī)數(shù)量就相對(duì)較多;換言之,愈精密的工業(yè)型機(jī)器人,其所需的伺服電機(jī)數(shù)量愈多。一般每臺(tái)多軸機(jī)器人由一套控制系統(tǒng)控制,這也就意味著對(duì)控制器性能的要求越高。
外資企業(yè)占據(jù)機(jī)器人控制器的主導(dǎo)地位
控制器、軟件與本體一樣,一般由機(jī)器人廠家自主設(shè)計(jì)研發(fā)。目前,國(guó)外主流機(jī)器人廠商的控制器均為在通用的多軸運(yùn)動(dòng)控制器平臺(tái)基礎(chǔ)上進(jìn)行自主研發(fā),各品牌機(jī)器人均有自己的控制系統(tǒng)與之匹配。因此,控制器的市場(chǎng)份額基本和機(jī)器人保持一致。近年來(lái),國(guó)產(chǎn)控制器雖然有了長(zhǎng)足的進(jìn)步和發(fā)展,但尚未形成真正強(qiáng)有力的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
圖1 2017上海機(jī)器人展上,上海發(fā)那科機(jī)器人有限公司總經(jīng)理錢(qián)暉介紹新品R-30iB Plus機(jī)器人控制器
表2 國(guó)內(nèi)外機(jī)器人本體企業(yè)自主控制器系列(資料來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))
圖2 眾為興四軸SCARA機(jī)器人控制器
1993年埃斯頓自動(dòng)化在南京注冊(cè)設(shè)立,專(zhuān)注、誠(chéng)信的企業(yè)經(jīng)營(yíng)理念和改革開(kāi)放的良好市場(chǎng)環(huán)境,使埃斯頓自動(dòng)化一步一步成長(zhǎng)和壯大,今天已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)高端智能機(jī)械裝備及其核心控制和功能部件制造業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)之一。
目前,埃斯頓自動(dòng)化已經(jīng)形成包括金屬成形機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)、交流伺服系統(tǒng)及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和工業(yè)機(jī)器人及成套設(shè)備等四大類(lèi)產(chǎn)品,目前除了在數(shù)控金屬成形機(jī)床行業(yè)擁有較大市場(chǎng)份額和埃斯頓工業(yè)機(jī)器人全部配備外,還廣泛用于各種智能專(zhuān)用裝備制造行業(yè),如紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械和電子機(jī)械等,是行業(yè)內(nèi)的技術(shù)領(lǐng)軍企業(yè)。
工業(yè)機(jī)器人及成套設(shè)備作為公司控制系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)產(chǎn)品的延伸,符合市場(chǎng)需求發(fā)展的大勢(shì),具有較強(qiáng)的技術(shù)和成本優(yōu)勢(shì),將成為在智能裝備核心領(lǐng)域挑戰(zhàn)國(guó)際巨頭的主力軍。
工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品具備六軸通用機(jī)器人、四軸碼垛機(jī)器人、SCARA機(jī)器人、DELTA機(jī)器人、伺服機(jī)械手等系列。及其自動(dòng)化工程完整解決方案;上述產(chǎn)品現(xiàn)已應(yīng)用到機(jī)床、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、電子機(jī)械等機(jī)械裝備的自動(dòng)化控制,以及焊接、機(jī)械加工、搬運(yùn)、裝配、分揀、噴涂等領(lǐng)域的智能化生產(chǎn)。
資料顯示,埃斯頓自動(dòng)化在機(jī)器人關(guān)鍵零部件方面,除減速機(jī)外已基本全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。
5. 匯川技術(shù)
作為國(guó)內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化控制產(chǎn)品的一流制造商,匯川技術(shù)憑借自身在伺服電機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和行業(yè)積累,在布局機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈時(shí),選擇了自己最為擅長(zhǎng)的伺服系統(tǒng)和控制器發(fā)起進(jìn)攻。2013年,匯川技術(shù)將業(yè)務(wù)擴(kuò)大到控制器領(lǐng)域,于2014年成功推出基于EtherCAT總線的IMC100機(jī)器人控制器和IS620N總線型絕對(duì)值的機(jī)器人專(zhuān)用伺服系統(tǒng),目前主要針對(duì)的市場(chǎng)包括小型六關(guān)節(jié)、小型SCARA和并聯(lián)機(jī)器人等新興應(yīng)用領(lǐng)域。機(jī)器人專(zhuān)用控制器的生產(chǎn)說(shuō)明公司開(kāi)始向高端的機(jī)器人產(chǎn)品發(fā)展。
匯川技術(shù)的大量自動(dòng)化產(chǎn)品,包括伺服及變頻器等已經(jīng)在富士康的生產(chǎn)線上有了大量應(yīng)用。分析人士稱(chēng),匯川技術(shù)研發(fā)專(zhuān)用機(jī)器人控制器舉措,使該公司產(chǎn)品具有更多機(jī)器人產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的發(fā)展空間。
6. 廣州數(shù)控
廣州數(shù)控設(shè)備有限公司(廣州數(shù)控)中國(guó)南方數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地,國(guó)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先的專(zhuān)業(yè)成套機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)供應(yīng)商。公司主營(yíng)業(yè)務(wù)包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、伺服電機(jī)的研發(fā)生產(chǎn),數(shù)控機(jī)床連鎖營(yíng)銷(xiāo)、機(jī)床數(shù)控化工程,工業(yè)機(jī)器人、精密數(shù)控注塑機(jī)研制和數(shù)控高技能人才培訓(xùn)等。
廣州數(shù)控以“打造百年企業(yè)、鑄就金質(zhì)品牌”的企業(yè)理念和“精益求精,讓用戶(hù)滿(mǎn)意”的服務(wù)精神,通過(guò)持續(xù)不斷的技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新為提升用戶(hù)產(chǎn)品價(jià)值和效益,為推動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化過(guò)程不懈努力。
在豐富的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)積累的基礎(chǔ)上,廣州數(shù)控延伸到工業(yè)機(jī)器人的研發(fā),掌握了機(jī)器人控制器、伺服驅(qū)動(dòng)和伺服電機(jī)的完全知識(shí)產(chǎn)權(quán),已完成系列化的全自主開(kāi)發(fā),其產(chǎn)品應(yīng)用于搬運(yùn)、弧焊、涂膠、切割、噴漆、科研及教學(xué)和機(jī)床加工上下料等領(lǐng)域。
7. 深圳市華盛控科技有限公司
深圳市華盛控科技有限公司是一家集科研、設(shè)計(jì)、制造、銷(xiāo)售于一體,擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制科技企業(yè)。公司長(zhǎng)期致力于工業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人控制器、機(jī)器人視覺(jué)、各種非標(biāo)機(jī)器人系統(tǒng)和復(fù)雜軌跡運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研發(fā),制造。
深圳市華盛控科技有限公司主營(yíng)運(yùn)動(dòng)控制卡、控制器、人機(jī)界面、機(jī)器視覺(jué)、DELTA機(jī)器人控制系統(tǒng)、SCARA機(jī)器人控制系統(tǒng)、六自由度關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)、視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)、復(fù)雜軌跡控制系統(tǒng)和各種數(shù)控系統(tǒng)等,承接數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),專(zhuān)用運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、專(zhuān)用控制器開(kāi)發(fā)、圖形圖像軟件開(kāi)發(fā)等,也可以承擔(dān)數(shù)控設(shè)備改造項(xiàng)目。
華盛控產(chǎn)品有自主六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人,四軸關(guān)節(jié)機(jī)器人,四軸并聯(lián)(DELTA)機(jī)器人,六軸并聯(lián)(DELTA)機(jī)器人,三至六軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人控制器,各種機(jī)器人控制系統(tǒng)和軟件,華盛控科技的產(chǎn)品都是以運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)及機(jī)器視覺(jué)技術(shù)相結(jié)合,為客戶(hù)提供更精確更智能化自動(dòng)設(shè)備。
華盛控高速并聯(lián)DELTA機(jī)器人是目前國(guó)內(nèi)速度最快,系統(tǒng)最穩(wěn)定的高速分揀機(jī)器人,主要應(yīng)用于電子組裝、醫(yī)藥制造分揀、加工設(shè)備產(chǎn)品分揀、食品包裝分揀(諸如巧克力、餅干、面包、糖果)等各種包裝行業(yè)。
8. 廣泰數(shù)控
廣州數(shù)控設(shè)備有限公司(廣州數(shù)控)中國(guó)南方數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地,國(guó)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先的專(zhuān)業(yè)成套機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)供應(yīng)商。公司主營(yíng)業(yè)務(wù)包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、伺服電機(jī)的研發(fā)生產(chǎn),數(shù)控機(jī)床連鎖營(yíng)銷(xiāo)、機(jī)床數(shù)控化工程,工業(yè)機(jī)器人、精密數(shù)控注塑機(jī)研制和數(shù)控高技能人才培訓(xùn)等。
廣州數(shù)控以“打造百年企業(yè)、鑄就金質(zhì)品牌”的企業(yè)理念和“精益求精,讓用戶(hù)滿(mǎn)意”的服務(wù)精神,通過(guò)持續(xù)不斷的技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新為提升用戶(hù)產(chǎn)品價(jià)值和效益,為推動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化過(guò)程不懈努力。
在豐富的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)積累的基礎(chǔ)上,廣州數(shù)控延伸到工業(yè)機(jī)器人的研發(fā),掌握了機(jī)器人控制器、伺服驅(qū)動(dòng)和伺服電機(jī)的完全知識(shí)產(chǎn)權(quán),已完成系列化的全自主開(kāi)發(fā),其產(chǎn)品應(yīng)用于搬運(yùn)、弧焊、涂膠、切割、噴漆、科研及教學(xué)和機(jī)床加工上下料等領(lǐng)域。
9. 固高科技
固高科技(香港)有限公司(固高科技)成立于1999年,總部位于香港科技大學(xué)。創(chuàng)立者為自動(dòng)化和微電子領(lǐng)域的國(guó)際知名專(zhuān)家、學(xué)者。具有多年在加利福尼亞大學(xué)(UC Berkeley)、麻省理工學(xué)院(MIT)、貝爾實(shí)驗(yàn)室(Bell Lab)等國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行研發(fā)和管理經(jīng)驗(yàn),同年,固高科技(深圳)有限公司成立。
作為國(guó)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先的自動(dòng)控制產(chǎn)品供應(yīng)商,固高科技匯集了一批在運(yùn)動(dòng)控制及機(jī)電一體化領(lǐng)域卓有建樹(shù)的科技精英,致力于運(yùn)動(dòng)控制、圖像與視覺(jué)傳感、機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)、伺服驅(qū)動(dòng)等工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用,自主研發(fā)的基于PC的開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)控制器、嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器、網(wǎng)絡(luò)式運(yùn)動(dòng)控制器、計(jì)算機(jī)可編程自動(dòng)化控制器產(chǎn)品與系統(tǒng),綜合性能已達(dá)到了國(guó)際一流水平,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)同行業(yè)的多項(xiàng)空白。固高科技的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、電子加工和檢測(cè)設(shè)備、激光加工設(shè)備、印刷機(jī)械、包裝機(jī)械、服裝加工機(jī)械、生產(chǎn)自動(dòng)化等工業(yè)控制領(lǐng)域。
固高科技于2001年就開(kāi)始研發(fā)四軸機(jī)器人控制器,2006年涉足六軸機(jī)器人控制器,是國(guó)內(nèi)最早研究機(jī)器人控制器的企業(yè)之一。截至目前,固高科技的控制系統(tǒng)涵蓋了從三軸到八軸的各類(lèi)型號(hào)的機(jī)器人。其中,技術(shù)難度最大的八軸機(jī)器人控制系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
10. 卡諾普
成都卡諾普自動(dòng)化控制技術(shù)有限公司(卡諾普)是一家專(zhuān)業(yè)從事工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售的技術(shù)型公司,于2005年開(kāi)始研發(fā)工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng),其核心研發(fā)人員都有十年以上的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)的從業(yè)經(jīng)驗(yàn),2007年研制出第一代工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng),并開(kāi)始逐步在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)應(yīng)用,并與國(guó)內(nèi)知名工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)廠商和工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用廠商合作,是國(guó)內(nèi)最早把國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)踐的公司之一。通過(guò)市場(chǎng)的反饋和認(rèn)識(shí),對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器人裝配生產(chǎn)、工程應(yīng)用有深刻的認(rèn)識(shí)。
卡諾普于2011年5月份完成了第一代控制器的開(kāi)發(fā)工作,陸續(xù)增加了焊接、噴涂、碼垛、視覺(jué)和跟蹤等功能包。2015年,其推出總線型控制系統(tǒng),加入動(dòng)力學(xué)控制技術(shù),是機(jī)器人擁有更好的運(yùn)動(dòng)性能。
11. 智昌集團(tuán)
智昌集團(tuán)由國(guó)家首批“千人計(jì)劃”專(zhuān)家甘中學(xué)博士創(chuàng)立,是一家集智能控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、智能裝備生產(chǎn)線、機(jī)器人系統(tǒng)集成商于一體的機(jī)器人全產(chǎn)業(yè)鏈控股公司。
2017年9月份,智昌集團(tuán)銳智機(jī)器人控制器在寧波首次公開(kāi)發(fā)布。據(jù)介紹,這款機(jī)器人控制器面向傳統(tǒng)六軸和新式七軸單臂與雙臂機(jī)器人的專(zhuān)用機(jī)器人,性能可與國(guó)際一流的機(jī)器人控制器相抗衡。
智昌集團(tuán)首席科學(xué)家、執(zhí)行總裁遲永琳博士介紹,此款控制器與日本川崎工業(yè)機(jī)械臂相結(jié)合,支持焊接、上下料和碼垛等多種應(yīng)用,在重復(fù)定位精度、路徑精度和工作節(jié)拍等方面均處于國(guó)際先進(jìn)水平;內(nèi)嵌了焊接、碼垛等專(zhuān)用軟件包、支持外軸擴(kuò)展、支持多種焊機(jī);先進(jìn)的人機(jī)交互可以讓用戶(hù)快速創(chuàng)建和部署機(jī)器人應(yīng)用程序;專(zhuān)業(yè)的控制柜設(shè)計(jì)符合IP54防護(hù)等級(jí),內(nèi)置的IO板可以滿(mǎn)足大部分的應(yīng)用需求;開(kāi)放的軟件接口以及可擴(kuò)展的硬件設(shè)計(jì)可以滿(mǎn)足更多高級(jí)的應(yīng)用;并且該控制器支持川崎的多款機(jī)械臂。
12. 英威騰智能控制
深圳市英威騰智能控制有限公司(原深圳市邁科訊科技有限公司)成立于2006年,屬英威騰控股的合資公司,由中國(guó)大陸及中國(guó)臺(tái)灣的多名運(yùn)動(dòng)控制專(zhuān)家組成,自成立以來(lái)一直努力成為國(guó)內(nèi)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品及系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商。在運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品和數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方面不斷引進(jìn)先進(jìn)產(chǎn)品和技術(shù),積累豐富的人才和技術(shù)資源,發(fā)展企業(yè)的核心技術(shù),培養(yǎng)核心能力。目前,公司已逐漸形成以IMP,MTC及IMC運(yùn)動(dòng)控制卡及控制器為技術(shù)平臺(tái),整合優(yōu)勢(shì)技術(shù)資源,推出工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)等相關(guān)產(chǎn)品。
在運(yùn)動(dòng)控制卡及控制器方面,英威騰智能控制不斷引進(jìn)國(guó)內(nèi)外核心技術(shù)及人員,先后開(kāi)發(fā)了MTC、IMP等標(biāo)準(zhǔn)型系列運(yùn)動(dòng)控制卡及IMC高性能運(yùn)動(dòng)控制器,英威騰智能控制將相關(guān)產(chǎn)品整合成通用運(yùn)動(dòng)控制開(kāi)發(fā)平臺(tái),為客戶(hù)開(kāi)發(fā)高性能運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)提供全面的系統(tǒng)解決方案。
在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方面,英威騰智能控制集中了國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀的開(kāi)發(fā)人才,他們具備較強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力和豐富的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn),根據(jù)市場(chǎng)需要,開(kāi)發(fā)相應(yīng)的系統(tǒng)并最終產(chǎn)品化,相繼推出工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)、通用性數(shù)控系統(tǒng)、專(zhuān)用數(shù)控系統(tǒng)等相關(guān)產(chǎn)品。
4隨著我國(guó)制造業(yè)市場(chǎng)的全球化,對(duì)制造業(yè)的技術(shù)和裝備提出了更高的要求,這給運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的推廣和高水平應(yīng)用帶來(lái)了契機(jī)。在此背景下,國(guó)內(nèi)已逐步成長(zhǎng)了一批專(zhuān)業(yè)的運(yùn)動(dòng)控制企業(yè),他們開(kāi)始逐步向市場(chǎng)提供機(jī)器人專(zhuān)用控制器。與此同時(shí),不少?lài)?guó)內(nèi)機(jī)器人企業(yè)也陸續(xù)開(kāi)發(fā)自己的控制系統(tǒng)。
業(yè)內(nèi)專(zhuān)家普遍認(rèn)為,未來(lái)幾年國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將得到快速發(fā)展,國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人控制器在市場(chǎng)應(yīng)用方面將面臨更好的發(fā)展契機(jī),尤其是在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域深耕多年的企業(yè)更將面臨前所未有的市場(chǎng)機(jī)遇。
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