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(lián)動控制技術(shù)，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(shù)，我們現(xiàn)在也無法做到”，資深機器人從業(yè)者馬龍感慨地說。

 

想要完成如此復(fù)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(chǎn)工業(yè)機器人“大腦”還不夠聰明，穩(wěn)定性、故障率、易用性等關(guān)鍵指標遠不如發(fā)那科、ABB、安川、庫卡“四大家族”的工業(yè)機器人。

 

2017年中國的工業(yè)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(yù)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(chǎn)工業(yè)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(tǒng)是一家工業(yè)機器人廠商設(shè)計理念的集中體現(xiàn)，成熟的機器人廠商一般自行開發(fā)控制器和伺服系統(tǒng)，進而保證機器人的穩(wěn)定性和技術(shù)體系。因此全球控制系統(tǒng)的市場份額與工業(yè)機器人本體情況接近。

 

算法欠賬多 國產(chǎn)“大腦”愛出錯

 

衡量機器人優(yōu)劣有兩個重要標準：穩(wěn)定性和精確性。核心控制器是影響穩(wěn)定性的關(guān)鍵部件，是工業(yè)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(tǒng)、減速器、編碼器等關(guān)鍵部件，但對核心算法一直秘而不宣，絕不外泄。

 

某國內(nèi)機器人企業(yè)技術(shù)總監(jiān)說：核心算法差距過大，導(dǎo)致國產(chǎn)機器人穩(wěn)定性不佳，故障率居高不下。“參數(shù)自整定，抑震算法，轉(zhuǎn)矩波動補償……差距還很大。”

 

“工廠里一百多臺‘四大家族’設(shè)備，一年也出不了幾次故障；如果用國產(chǎn)機器人，故障率可能是人家?guī)妆丁?rdquo;

 

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(chǎn)機器人。

 

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

 

不掌握核心算法，生產(chǎn)精度需求不高的產(chǎn)品還勉強可以應(yīng)用，但倘若應(yīng)用到航天航空、軍工、汽車制造等高端領(lǐng)域，就只能依賴進口工業(yè)機器人了。

 

軟件卡脖子 定價權(quán)拱手讓人

 

算法的差距不只體現(xiàn)在核心控制器上，更拖慢了伺服系統(tǒng)響應(yīng)的速度。

 

機器人每完成一個動作，需要核心控制器、伺服驅(qū)動器和伺服電機協(xié)同作戰(zhàn)。打個比方，就像一場“戰(zhàn)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(xiàn)在“四大家族”的產(chǎn)品已經(jīng)進化到“將軍”通過4G信號直接指揮“士兵”；而國產(chǎn)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(jù)他介紹，對于單臺伺服系統(tǒng)，國產(chǎn)機器人動態(tài)與靜態(tài)精度都很高，但高端機器人一般同時有6臺以上伺服系統(tǒng)，用傳統(tǒng)的控制方法難以取得好的控制效果。

 

多臺伺服系統(tǒng)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(tǒng)的電流環(huán)直接操作電機，實現(xiàn)高動態(tài)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(yīng)速度更快、定位更準確。

 

由于算法、軟件的差距，最終產(chǎn)品的售價也天差地別。以伺服系統(tǒng)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(chǎn)品售價貴10倍。

 

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

 

文章出處：【微信號：indRobot，微信公眾號：工業(yè)機器人】