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中國工業機器人控制器發展分析

發布時間:2015-01-15     來源:中國視覺網       訪問次數:28483

  控制器是機器人的大腦,它根據指令以及傳感信息控制機器人來完成一定的動作或作業任務,控制器的好壞直接決定了機器人性能的優劣。從成本構成來看,控制系統占了機器人成本10%的比例,而控制器則是整個控制系統的核心??刂破魘腔魅俗釵丶牧悴考?,機器人控制器將受惠工業機器人的爆發式增長。
 
 1.中國工業機器人發展元年
  工業機器人是機器人發展最快的一個分支,隨著從中央到地方相關扶持政策的陸續出臺,中國工業機器人產業受到了前所未有的熱捧;在二級市場上,受產業發展利好政策影響,機器人板塊股票也一路走俏。2014年可謂是中國工業機器人的發展元年。
  人口紅利消失、用工成本上升,勞動人口供給減少以及政策的大力扶持是推動中國工業機器人三大因素。中國工業機器人市場發展迅速,已經成為全球第二大應用市場,同時,中國機器人市場增長速度也遠高于全球市場。高工機器人產業研究所(GRII)調研數據顯示,2013年,在中國市場上銷售的工業機器人規模達到3.3萬臺,同比增長44%。
汽車制造業是機器人應用最為廣泛的行業,于此同時,電子電器制造業、食品醫藥業、五金加工、陶瓷等行業機器人應用市場也逐漸成熟,未來幾年,中國工業機器人每年新增數量將會保持在35%左右的增長速度。預計到2020年,中國市場工業機器人新增量將達到22萬臺。
  中國成為全球第一大工業機器人應用市場指日可待,但遺憾的是,我國工業機器人產業發展較晚,受相關技術和加工工藝等因素影響,中國市場上工業機器人基本被以abb、庫卡、發那科和安川四大巨頭為主的國外機器人品牌占據著,國產機器人品牌僅占約8%的市場份額??刂破髯魑ひ禱魅俗釵誦牡牧悴考?,必將受惠工業機器人的快速增長,但作為關鍵核心零部件的控制器市場,也同樣被外企所占據。
 
 2.國外機器人企業控制器占主導
  工業機器人控制系統的主要任務是控制機器人在工作空間中的運動位置、姿態和軌跡,操作順序及動作的時間等。它同時具有編程簡單、軟件菜單操作、友好的人機交互界面、在線操作提示和使用方便等特點。
機器人自由度的高低取決于其可移動的關節數目,關節數愈多,自由度越高,位移精準度也愈出色,然所須使用的伺服電機數量就相對較多;換言之,愈精密的工業型機器人,其內的伺服電機數量愈多,一般每臺多軸機器人由一套控制系統控制,也意味著控制器性能要求越高。
  控制器、軟件與本體一樣,一般由機器人廠家自主設計研發。目前國外主流機器人廠商的控制器均為在通用的多軸運動控制器平臺基礎上進行自主研發,各品牌機器人均有自己的控制系統與之匹配。因此,控制器的市場份額基本和機器人保持一致,國內企業控制器尚未形成市場競爭優勢。
  
3.國產控制器發力奮追
  近年來,國內運動控制(包括CNC)技術有了較快的發展。一些傳統生產數控設備的廠家開始研制具有運動控制特征的產品。為了提高機械設備的生產效率和產品質量,越來越多的機械設備制造廠商開始使用并且逐漸熟悉通用運動控制系統,使得通用運動控制產品在很多原來運用不多的領域開始擴展開來。
  同時,部分數控設備廠家進行了機器人專用運動控制產品的開發和行業應用的推廣,并逐漸走向成熟和產業化。這類企業以廣州數控、廣泰數控、埃斯頓等為代表,他們不只開發出來機器人專用的控制系統,而且還借此進入機器人行業,并成為國產機器人企業中的代表。
  隨著我國制造業市場的全球化,對制造業的技術和裝備提出了更高的要求,這給運動控制技術的推廣和高水平應用帶來了契機。在此背景下,國內逐步成長了一批專業的運動控制企業,他們開始逐步向市場提供機器人專用控制器。這類企業以固高科技、卡諾普、眾為興等為代表,固高科技是國內較早實現六軸機器人控制系統產業化的企業之一,目前主要向機器人集成商提供控制系統平臺,而卡諾普和眾為興的控制系統則在自己的機器人上獲得了較好的應用經驗。于此同時,不少國內機器人企業也陸續開發自己的控制系統。
  經過多年的沉淀,國內機器人控制器所采用的硬件平臺和國外產品相比并沒有太大差距,差距主要體現在控制算法和二次開發平臺的易用性方面。隨著技術和應用經驗的積累,國內企業機器人控制器產品已經交為成熟,是機器人產品中與國外產品差距最小的關鍵零部件。未來幾年中國國產機器人將得到快速發展,國產機器人控制器應用市場面臨較好的發展契機,尤其是在運動控制領域深耕多年的企業。

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