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国产工业机器人跟“四大家族”的产品到底差距在哪?

2018-06-19 作者:Joyce Lee
导语:尽管近几年来国产工业机器人有了很大的发展,但不可否认的是,用户在选择产品时,如果不是特别注重成本,还是会优先选择发那科、ABB、安川、库卡等四大家族的产品,这一点从每年的销量报表上就可以看得出来。但是,两者产品的差距到底在哪里呢?

尽管近几年来国产工业机器人有了很大的发展,但不可否认的是,用户在选择产品时,如果不是特别注重成本,还是会优先选择发那科、ABB、安川、库卡等四大家族的产品,这一点从每年的销量报表上就可以看得出来。但是,两者产品的差距到底在哪里呢?

 

控制器:没有核心算法

业内很多人都说,控制器是工业机器人几大核心零部件中国内外差距最小的,然而实际情况却是,我国始终未能掌握工业机器人核心控制器的核心算法,导致国产工业机器人大脑不够聪明,在稳定性、故障率、易用性等关键指标远不如四大家族。

控制器是影响机器人稳定性的关键部件,而软件相当于语言,把大脑的想法传递出去。要将语言表达准确,就离不开底层核心算法。多年来,“四大家族”对核心算法一直处于秘而不宣,导致国内企业难以看透控制器核心算法的精髓。

正是由于核心算法的缺失,因此就算伺服系统、减速器等零部件购买国外的产品,国产工业机器人依然在精度、稳定性等方面赶不上国外的产品。

对于一些精度要求不太高的应用,国产工业机器人尚可使用,但是如果想要应用到航天航空、军工、汽车制造等高端领域,就难免有些心有余而力不足。

伺服系统:算法也是一个问题

机器人完成每一个动作,都需要核心控制器、伺服驱动器和伺服电机三方协同作战。伺服系统由于核心算法跟不上,导致响应速度会比国外产品低很多。就单台伺服系统来说,国产机器人精度还算不错,但高端机器人一般同时有6台以上伺服系统,再用传统的控制方法就很难取得想要的控制效果。

通过底层算法,国外核心控制器可以通过伺服系统的电流环直接操作电机,实现高动态多轴非线性条件下的精密控制,因此四大家族的机器人响应速度更快、定位更准确。未能掌握核心算法,就相当于一个思想健全但是语言表达有障碍的人,始终无法用语言正常来表达自己的想法。这个问题反映到工业机器人上,就成为稳定性不高,故障率却居高不下的重要原因之一。

减速器:技术要求高,装备达不到要求

虽然近几年来国内在机器人用的精密减速器上有了较大的突破,尤其是谐波减速器已经有量产的产品,但是说到能替代进口,还需要比较长的时间,国产产品在精度和寿命方面都有比较大的差距。

有专业人士表示,减速机的发展依赖于国家装备制造业的提高,这是一个系统性的问题。

减速机和伺服电机对轴承、齿轮的精度要求非常高,国内材料也无法满足机器人的要求,而齿轮的加工精度取决于高端数控机床的能力,与数控机床等设备的精度密切相关,在数控机床领域,中国尚处于技术追赶阶段。加工工艺的差距涵盖了基础材料和制造工艺水平两方面差距。

目前国内做得比较好的减速器企业,大多都是投入大笔资金购买国外的成熟专用机床。

国外企业经过近半个世纪的技术沉淀,对于工艺的理解和功能的优化并不是国内几年时间就能追赶上的。工艺软件开发不足,也导致国产工业机器人的综合竞争力薄弱。如果核心算法、减速器、工艺软件等方面得不到重大性突破的话,国产工业机器人始终会受制于人。

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