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国产研发 单芯片运动控制器问世

发布时间:2019-10-21 03:53编辑:通讯产品浏览(122)

    [尽管运动控制器需求增长迅速,但即便到明年,整体市场规模仍不到10亿元。]

    近年来,在自动化需求的持续释放下,我国工业机器人产业发展取得了显著的成果,不仅市场规模连续六年位居世界前列,发展呈现高速向上之势,而且在关键技术和核心装备上也迎来了快速突破,行业发展质量不断提升。

    高性能工业机器人作为核心装备,一直被国外品牌垄断,而运动控制器的自主可控一直是国产机器人领域的一大痛点。

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    日前,由实时侠智能控制技术有限公司研制的全球首款单芯片多轴驱控一体运动控制器完成了技术验证,即将在8月底举行的上海世界人工智能大会上亮相发布。

    国产工业机器人控制器大盘点

    这款产品将摆脱对英特尔X86处理器、微软Windows操作系统的依赖,以完全独立开发的运动规划、电机控制、通信、应用软件等IP模块,真正实现自主可控技术,打破国外品牌长期占据运动控制器高端市场的格局。

    其中,在作为三大核心零部件之一的控制器领域,我国企业已经拥有了一定的话语权。由于国内存在一批在运动控制领域长期深入研究的企业,其有着大量资金投入和长时间的市场验证,目前国产控制器已经拥有了自己的技术优势和市场基础。

    智能制造的核心技术

    相比其它两种关键部件,控制器被认为是工业机器人的“大脑”,能够控制机器人在工作空间中的运动、姿态、时间和轨迹,其对于机器人产业发展的重要性不言而喻。我国能够在控制器领域取得突破,无疑是一件令人欣喜的事情。那么,接下笔者就带大家具体来看一下,我国都有哪些自主研发的控制器产品吧!

    凯文·凯利在《失控》一书中写道:“布鲁克斯总结了设计移动式机器人的五条经验,其中就包括传感器和执行器的紧密耦合——要低级反射,不要高级思考。”强调了感觉与控制的紧密耦合。

    固高科技:GUC系列、Marvie

    作为工业机器人当中的核心技术之一,运动控制器在机器人的执行过程中起到控制机器人运动的关键作用,被称为制造装备的“心脏”和“大脑”,是“智能制造”的基础,也是连接“智能”与“制造”的桥梁。

    固高科技从2001年就开始研发四轴机器人控制器,2006年涉足六轴机器人控制器,是国内较早研究机器人控制器的企业之一。截止目前,固高GUC系列控制系统涵盖了从三轴到八轴各类型号机器人,其中技术难度最大的八轴机器人控制系统已经可以实现批量生产。与此同时,从2010年开始,固高科技逐渐提出了驱控一体化的产品体系架构,之后在2017年推出拿云六轴驱控一体机。

    作为我国亟待攻克的35项核心技术之一,工信部将控制器列为我国需要着力补齐的关键技术短板之一,纳入《工业强基工程实施指南(2016-2020)》“一条龙”应用计划。

    英威腾:MTC、IMP、IMC系列

    机械工程专家谭健荣院士也表示:“机器人引领智能制造,核心控制器是机器人的核心技术之一,是中国最需要突破的领域。”

    英威腾自成立以来就一直努力成为国内优秀运动控制产品及系统解决方案供应商,其不断引进国内外核心技术及人员,先后开发了MTC,IMP等标准型系列运动控制卡,及IMC高性能运动控制器。英威腾智能将相关产品整合成通用运动控制开发平台,为客户开发高性能运动控制系统提供全面的系统解决方案。

    不过目前运动控制器领域仍由来自德国、日本的巨头占据主要市场,其中包括德国倍福、西门子、库卡,日本的三菱、发那科等,国产技术与国外高端产品差距仍然很大,导致国产机器人稳定性不佳,准确度不高,故障率居高不下。

    卡诺普:CRP-S40/80

    在这样的背景下,今年上海提出的《上海市智能制造三年行动计划》中,明确提到聚焦智能制造应用端,推进重点行业的智能化升级转型;着力攻克一批“卡脖子”的核心零部件和关键技术装备,并着力培育一批智能制造独角兽、隐形冠军企业;创新推动5G、人工智能和大数据在智能制造中的深度应用,创新长三角智能制造协同发展机制,创新智能制造应用机制、政策的支持重点和支持方式。

    卡诺普是一家专业从事工业机器人控制系统研发、生产、销售的技术型公司,过去几年一直是国内应用范围和销售量都相当巨大的控制系统生产商。公司主要产品为CRP-S80,CRP-S40工业机器人控制系统,可以适配目前市面大部分机器人类型。2015年,卡诺普在多种总线开发上实现全自主开发,完善了多种功能包,优化了机器人运动轨迹算法,成功实现近100%的销量增长。

    实时侠就是一家诞生在上海漕河泾华鑫天地智慧园区的上海本土创业公司。公司创始人、董事长蒋耀对第一财经记者表示:“运动控制器是基础性、共性技术,对智能制造,国家产业竞争力、产业安全有不可替代的作用,这与举国关注芯片自主可控是一样的。中国在装备工业对发达国家的依赖同样非常严重,容易被‘卡住脖子’。”

    广州数控:GSK-RC

    摆脱工业总线的束缚

    广州数控在伺服控制技术上有20多年的研发经验,尤其是在控制系统方面,国内大部分的机床主机配套使用了广州数控的数控系统。凭借在控制系统等核心零部件上的相关技术积淀,广州数控快速切入工业机器人领域。其中GSK-RC是广州数控自主研发生产,具有独立知识产权的机器人控制器。

    随着技术的进步和完善,实时侠敏锐地洞察到了芯片技术的进步以及可能对运动控制领域产生的颠覆性影响,开始尝试利用SOC-FPGA芯片进行运动规划与多轴电机控制的单芯片集中控制,这能够使运行复杂算法的控制器的成本大幅降低。而这些算法对机械的运动学建模和需要以精确的方式移动的电机控制信号是很有必要的。

    华中数控:CCR系列

    蒋耀向第一财经记者介绍道,过去借助于工业总线,运动规划和电机控制之间的交互信息变得越来越多,可以支持更加复杂的算法,这使得机器人的速度、精度和稳定性有了很大的提升。但是工业总线的瓶颈也逐渐明显,比如带宽、绝对延迟以及多节点之间的同步性等。这些瓶颈制约了机器人性能的进一步提升,也抑制了业界对于需要更加大量数据交互才能完成的控制策略的想象空间。

    从1999年开始,华中数控就开发出了华中I型机器人的控制系统和教育机器人,经过近二十年发展,华中数控目前已掌握了多项机器人控制和伺服电机的关键核心技术,在控制器、伺服驱动器和电机这三大核心部件领域均具备了很大的技术优势。而CCR系列是华中数控自主研发的重要机器人控制系统。

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