盡管近幾年來國產工業機器人有了很大的發展,但不可否認的是,用戶在選擇產品時,如果不是特別注重成本,還是會優先選擇發那科、ABB、安川、庫卡等四大家族的產品,這一點從每年的銷量報表上就可以看得出來。但是,兩者產品的差距到底在哪里呢?
業內很多人都說,控制器是工業機器人幾大核心零部件中國內外差距最小的,然而實際情況卻是,我國始終未能掌握工業機器人核心控制器的核心算法,導致國產工業機器人“大腦”不夠聰明,在穩定性、故障率、易用性等關鍵指標遠不如四大家族。
控制器是影響機器人穩定性的關鍵部件,而軟件相當于語言,把“大腦”的想法傳遞出去。要將語言表達準確,就離不開底層核心算法。多年來,“四大家族”對核心算法一直處于秘而不宣,導致國內企業難以看透控制器核心算法的精髓。
正是由于核心算法的缺失,因此就算伺服系統、減速器等零部件購買國外的產品,國產工業機器人依然在精度、穩定性等方面趕不上國外的產品。
對于一些精度要求不太高的應用,國產工業機器人尚可使用,但是如果想要應用到航天航空、軍工、汽車制造等高端領域,就難免有些心有余而力不足。
伺服系統:算法也是一個問題
機器人完成每一個動作,都需要核心控制器、伺服驅動器和伺服電機三方協同作戰。伺服系統由于核心算法跟不上,導致響應速度會比國外產品低很多。就單臺伺服系統來說,國產機器人精度還算不錯,但高端機器人一般同時有6臺以上伺服系統,再用傳統的控制方法就很難取得想要的控制效果。
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。未能掌握核心算法,就相當于一個思想健全但是語言表達有障礙的人,始終無法用語言正常來表達自己的想法。這個問題反映到工業機器人上,就成為穩定性不高,故障率卻居高不下的重要原因之一。
減速器:技術要求高,裝備達不到要求
雖然近幾年來國內在機器人用的精密減速器上有了較大的突破,尤其是諧波減速器已經有量產的產品,但是說到能替代進口,還需要比較長的時間,國產產品在精度和壽命方面都有比較大的差距。
有專業人士表示,減速機的發展依賴于國家裝備制造業的提高,這是一個系統性的問題。
減速機和伺服電機對軸承、齒輪的精度要求非常高,國內材料也無法滿足機器人的要求,而齒輪的加工精度取決于高端數控機床的能力,與數控機床等設備的精度密切相關,在數控機床領域,中國尚處于技術追趕階段。加工工藝的差距涵蓋了基礎材料和制造工藝水平兩方面差距。
目前國內做得比較好的減速器企業,大多都是投入大筆資金購買國外的成熟專用機床。
國外企業經過近半個世紀的技術沉淀,對于工藝的理解和功能的優化并不是國內幾年時間就能追趕上的。工藝軟件開發不足,也導致國產工業機器人的綜合競爭力薄弱。如果核心算法、減速器、工藝軟件等方面得不到重大性突破的話,國產工業機器人始終會受制于人。
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原文標題:國產工業機器人跟“四大家族”產品到底差距在哪
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