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國產工業機器人與國外差距到底有多大?

工業機器人 ? 來源:未知 ? 作者:胡薇 ? 2018-05-25 16:39 ? 次閱讀

還記得3年前咱們分過三臺機器人在托盤上繞易拉罐的視頻嗎,展示的是多軸聯動控制技術,這么精準的高速運動控制不是一般的牛。“這可是ABB公司2009年的技術,我們現在也無法做到”,資深機器人從業者馬龍感慨地說。

想要完成如此復雜的動作,核心控制器必須足夠聰明。但由于沒有掌握核心算法,國產工業機器人“大腦”還不夠聰明,穩定性、故障率、易用性等關鍵指標遠不如發那科、ABB、安川、庫卡“四大家族”的工業機器人。

2017年中國的工業機器人購買量是每月9000多臺(超過美國和歐盟的總購買量),比2016年多3000多臺,預計到2019年將猛增140%,但高端機器人仍然依賴于進口。核心算法的差距,是國產工業機器人向高端制造邁進的攔路虎。

平安證券的報告顯示,控制系統是一家工業機器人廠商設計理念的集中體現,成熟的機器人廠商一般自行開發控制器和伺服系統,進而保證機器人的穩定性和技術體系。因此全球控制系統的市場份額與工業機器人本體情況接近。

算法欠賬多 國產“大腦”愛出錯

衡量機器人優劣有兩個重要標準:穩定性和精確性。核心控制器是影響穩定性的關鍵部件,是工業機器人的“大腦”。而軟件相當于語言,把“大腦”的想法傳遞出去。

要講好這門“語言”,需要底層核心算法。“四大家族”可以出售伺服系統、減速器、編碼器等關鍵部件,但對核心算法一直秘而不宣,絕不外泄。

某國內機器人企業技術總監說:核心算法差距過大,導致國產機器人穩定性不佳,故障率居高不下。“參數自整定,抑震算法,轉矩波動補償……差距還很大。”

“工廠里一百多臺‘四大家族’設備,一年也出不了幾次故障;如果用國產機器人,故障率可能是人家幾倍。”沈陽霹靂科技有限公司技術合伙人、資深機器人軟件工程師周超說。

因此,部分客戶寧愿買二手進口機器人,繳納一筆不菲的“重新開機費”,也不愿意使用國產機器人。

“好的算法,幾千行就能讓機器人穩定運行不出故障;差的算法,幾萬行也達不到人家的水準,”周超介紹,這種差距打個比方:咱們是剛從駕校領到駕證的新手,而人家是一個具有多年經驗的賽車手。

不掌握核心算法,生產精度需求不高的產品還勉強可以應用,但倘若應用到航天航空、軍工、汽車制造等高端領域,就只能依賴進口工業機器人了。

軟件卡脖子 定價權拱手讓人

算法的差距不只體現在核心控制器上,更拖慢了伺服系統響應的速度。

機器人每完成一個動作,需要核心控制器、伺服驅動器伺服電機協同作戰。打個比方,就像一場“戰爭”,“將軍”下令進攻;“傳令兵”傳遞進攻信號;得令的“士兵”向指定位置沖鋒。

現在“四大家族”的產品已經進化到“將軍”通過4G信號直接指揮“士兵”;而國產機器人尚停留在傳令兵時代,速度當然就慢了許多。

“如果不掌握核心算法,這一差距很難被縮小。”馬龍說。據他介紹,對于單臺伺服系統,國產機器人動態與靜態精度都很高,但高端機器人一般同時有6臺以上伺服系統,用傳統的控制方法難以取得好的控制效果。

多臺伺服系統需要“大腦”提前進行計算。通過底層算法,國外核心控制器可以通過伺服系統的電流環直接操作電機,實現高動態多軸非線性條件下的精密控制,因此“四大家族”的機器人響應速度更快、定位更準確。

由于算法、軟件的差距,最終產品的售價也天差地別。以伺服系統為例,即使核心元器件幾乎完全一樣,成本其實相差無幾,但國外的產品售價貴10倍。

“這是因為國產伺服系統基本都使用自帶軟件庫,國外企業限制很多高級功能,不向我們開放,比如位置環的S曲線功能,你想要這個功能,就得掏錢買人家的產品,定價權就這樣讓出去了。”馬龍說。

最后不得不提一下減速器,在全球減速器市場上,日系壟斷了85%的份額。

納博特斯克 RV-110E 減速機

精密減速器制造,投資大,技術難度高,有很高的壁壘。也正因此,全球工業機器人減速器的市場高度集中,其中日本納博特斯克在RV減速器領域處壟斷地位,日本哈默納科則在諧波減速器領域處壟斷地位,兩家合計占全球市場的75%左右,另外一家日本廠商住友則占據了10%。由于其極高的技術壁壘,工業機器人本體制造環節對減速器環節議價能力很弱。

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原文標題:算法不精,核心技術未掌握,國產工業機器人與國外近10年差距

文章出處:【微信號:indRobot,微信公眾號:工業機器人】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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