市占率超50%,驱控一体控制系统在“走”怎么样的路?

[ 发布日期:2022-03-01 ] 来源: 【打印此文】 【关闭窗口】

前言:2015年以来,国内厂商关于驱控一体讨论的声音越来越多,由此,驱控一体的机械手控制系统踏上了发展的“高速车道”。


高工机器人产业研究所(GGII)数据显示,2017-2020年中国驱控一体控制系统出货量分别为0.25万套、0.75万套、2.1万套、4.5万套,年均复合增长率162.07%。同时,GGII预计2021年驱控一体控制系统出货量有望突破8万套,预计到2025年中国驱控一体控制系统出货量有望达到50万套。


从具体的厂商来看,目前国内驱控一体领域的机械手控制系统玩家主要有华成工控、众为兴、固高、山龙智控、台达、纳博特等厂商,其中华成工控在目前国内驱控一体市场的占有率超过50%,形成了绝对优势。



中国驱控一体市场经历过如何的变迁?华成工控优势的背后是?华成工控又会往哪些行业渗透?本文对话了华成工控董事长汤勇,试图从对话中寻找答案。


驱控一体的变迁史


驱控一体控制系统,其相对于传统的运动控制,将伺服驱动与运动控制集于一身,两者之间可以在内部进行高速数据通信,用户在使用时可以节省大量电缆、空间,拥有着体积小、成本低、效率高等诸多优势。


驱控一体的方案最早是日本厂商应用,如东芝、三菱、YAMAHA、EPSON等,最早应用于SCARA机器人产品上。从2015年开始,中国厂商才逐渐开始驱控一体控制系统的研发,但发展至今,驱控一体已从最早的概念化阶段逐步进入产业化落地阶段,市场接受度大幅提高。


具体来看,中国驱控一体控制系统的发展经过了两个阶段,形变与质变的阶段。


2015-2018年为驱控一体的“1.0”,在这个阶段,各厂商投入更多精力着眼于“硬件驱控一体”,将控制器和驱动器进行物理层面的结合,减少外部走线,让控制器更加紧凑,体积变得更小,属于形变的阶段。


2019年,随着布局驱控一体的企业逐步增多以及相关技术的持续进步和成熟,越来越多的驱控一体产品落地,驱控一体正式踏入了“2.0”。这一时期,各厂商将硬件、软件、力觉、视觉甚至机器人本体都整合到一起,让机器人变成即插即用的一体式自动化装置,以降低部署时间成本,减少部署空间,更加适配柔性自动化产线。


然而,从驱控一体“1.0”踏入“2.0”并不容易,驱控一体厂商需要做到的不是简单地把伺服驱动和运动控制揉到一起,而是要有机地考虑两者之间的关系,从而达到1+1>2的协同效果。


以华成工控的产品为例,华成工控通过共直流母线及能效管理技术,其驱控一体产品在减小产品体积的同时可以有效保障散热能力,从而可以更好地控制整个系统的温升。


找准应用落地需求点


产品批量落地的背后有几个重要的因素:技术足够可靠、实打实的行业应用需求以及客户的认可度,其中找准行业应用是市场化落地的第一步也是重要一步。


据了解,目前驱控一体控制系统产品的主要应用行业有注塑、冲压、机器人、AGV/AMR等


在机器人行业,通过驱控一体控制系统与SCARA/DELTA/六轴机器人、部分直角坐标机器人结合,在一体设计后,整个运作系统体积小、功率密度高、集成度高,极大简化了客户的电气设计,有效提高了设备性能和可靠性。


以搭载了华成工控ES-R4驱控一体系统的SCARA搭配伺服电批解决自动锁付螺丝方案为例。过往传统电批需要人工,成本高同时人工不稳定,影响进度,效率较低,而搭载了华成工控驱控一体控制系统后,在自动化送料上,可以实现更精准的运行,多功率智能伺服电批,满足多个场景应用,具体来看,将产品效率提升了75%,同时保障了良好的产品锁螺丝一致性。



在注塑领域,注塑机是最常用的注塑装备,其具有能一次成型外型复杂、尺寸精确或带有金属嵌件的质地密致的塑料制品的能力,但注塑工序要达到自动化,往往需要与注塑机械手联合使用,注塑机械手可以代替人完成取产品、自动包装、二次成型等作业。


但注塑机械手拥有着非常明确的目标,尽可能快速取出注塑件以提高机器生产率,因此,注塑机械手对控制器运动控制拥有着较高的要求,因而驱控一体控制系统可以有效提升注塑机械手的性能。


应用了华成工控驱控一体控制系统的注塑机械手其反应灵敏,快速启动反应时间仅为0.04s,同时伺服电机与液压系统形成闭环,重复定位精度更高,拥有着更高的节能效率,同时发热量更少,有效提升了产品的使用寿命。

在冲压领域,驱控一体系统应用在冲压控制系统中,除了将伺服驱动器和运动控制器结合在一起,还将机械手与冲床也结合其中,冲压机械手控制系统通过CAN总线和EtherCAT总线两种不一样的联机信号交互,这样一体化设计后,整个系统的抗干扰能力大大增强,响应也更快,信息交互的带宽更高、实时性、稳定性也更好,成本也更低


汤勇表示,驱控一体的另一个重要应用机遇点为桁架机械手。据了解。机床是工业之母,但过往的数控机床自动化程度不高,严重影响着生产的效率,而通过桁架机械手完成上下料等作业,可以有效提高生产效率、节约用人成本。此外,搭载了驱控一体控制系统的桁架机械手,其重复定位精度、效率进一步得到提升。


产品的快速批量落地


在打磨好技术,找准应用场景后,接下来厂商要做的就是加速产品的落地。在这一阶段,华成工控采用的方法是打造完善的可靠产品矩阵,以此方便客户使用,收获客户信任,从而加速产品落地。


具体来看,自2015年作为先驱者提前布局驱控一体控制系统而来,华成工控持续不断在钻研和改进自身的产品技术实力,从而让华成工控的驱控一体化产品具有了体积小巧结构紧凑、调试及维护简单、可靠性高、成本低等优势。


2016年,顺应市场需求趋势,华成工控启动了四轴驱控一体产品开发。2017年,华成工控对驱控一体产品进行了重新梳理,形成了芯片级一体方案和共母线方式的总线驱控一体方案,推出了产品ES系列。


2018年,为了满足下游客户对于空间占用和性价比的要求,华成工控导入驱控一体三轴控制系统的研发,采用双CPU模式,推出产品QCS3G系列。


2021年,随着市场对于多轴驱控一体化控制系统的需求趋势越来越强,为了扩展专用机型产品线,华成工控启动驱控一体五轴系统的研发,采用两种方案并行,一种是SPI总线方式,另一种是新的FPGA+CPU方式,主要在研产品包括QCS5G/QCS5H系列。


至今,华成工控驱控一体系统已在喷涂、点胶、焊锡、焊接、折弯、跟随、码垛、搬运、分拣等工艺中得到了广泛应用,覆盖了注塑、机加工、冲压、教育、焊接、仓储、包装、钣金、3C等场景。


据透露,2022年华成工控还将推出SCARA驱控一体控制系统QCR4G和6轴驱控一体控制系统QCR6G。新产品是非总线驱控一体产品,适用于水平多关节机器人和小型的6轴机器人(7公斤内),适用于搬运,上下料,喷涂,打螺丝,冲压等简易的应用场景。


未来,华成工控将继续致力于为客户提供更方便、更简单、更具性价比的驱控一体系统及解决方案。在未来技术迭代的方向上,华成工控将一手抓客户需求,一手投入最新产品与技术的研发,做市场满意的产品,以此加速产品落地,推动行业发展。

摘自:高工机器人

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