针对目前工业机器人控制器的市场格局,目前国产工业机器人主要依赖进口。国内工业机器人控制器市场多被日系及欧美品牌占据。
控制器一般由工业机器人本体厂商自主设计研发,主流的工业机器人厂商均有自己的控制系统与之匹配,国内工业机器人控制器市场多被日系及欧美品牌占据。以发那科、安川机器人、库卡、ABB机器人 为代表的工业机器人四大家族普遍采用自产自用的生产模式,其在中国工业机器人控制器市场的占比与其在本体市场的占比基本保持一致,达40%以上。
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2018 年我国国内自主品牌工业机器人本体市场市占率达32.3%,而在工业机器人控制器市场仅占约15%,国内企业控制器尚未形成市场竞争力,部分工业机器人本体生产厂家的控制器需要通过外购国外厂商。
工业机器人控制器硬件芯片更是依赖进口,软件算法差距较大。经过多年的沉淀,国内厂商的控制器硬件方案已经达到国际性水准,但物料受到限制,底层芯片需要进口,国内尚无研发基础。
在软件上,国际工业机器人品牌起步较早,经验与数据非常丰富。比如发那科在1974 年就开始进行工业机器人的生产制造,其建立的“工业机器人生产工业机器人”的生产线更是为其提供了大量的经验与数据来改进算法。国内厂商目前在运动学控制算法领域已基本实现国外先进算法,但在动力学算法上与国外先进水平等仍有****差距,差距体现在算法的精准性,即是否能达到效率****优状态。
另外,底层算法的差距导致国产工业机器人控制器的应用工业算法受到限制,且国外工业机器人控制器有相当部分功能存在技术封锁,国产品牌目前大多集中在较为简单的搬运、码垛领域,而且软件的稳定性也不如国外,出现故障的概率比进口产品高。
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根据《国家机器人标准体系建设指南》,工业机器人控制器关键技术要求包括运动精度、动态性能、高速总线接口、控制轴数、插补周期、软件性能、功能安全和可靠性等技术要求。对比主要工业机器人生产厂商的控制器产品,国产控制器硬件与软件平台与国外厂商基本一致,并且可控制的工业机器人类型齐全,其中不乏六轴、八轴工业机器人,不输国外厂商,主要差距在于控制算法、安全性能以及可靠性设计等方面。安全性能差距体现在国际厂商均已取得欧盟CE 安全认证,并掌握多种安全功能,而国内仅有少部分厂商获得CE 认证。同时国际厂商的抗震、抗冲击性能也要优于国内品牌。
国内工业机器人生产厂家的控制器主要具有价格优势。随着微电子技术的快速发展,处理器的性能越来越高,成本越来越低廉,高性价比的微处理器使得开发低成本、高性能的工业机器人控制器成为可能。KUKA 控制器价格为5.8 万元,而固高只需6 千元。国产控制器性价比高,可抢占对工业机器人精度要求不高的、通用型工业机器人的市场需求。
当然,从目前看来,核心技术的落后带来很大程度上的影响,国产工业机器人控制器在发展的路上依然任重而道远。
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