我國始終未能掌握工業(yè)機(jī)器人核心控制器的核心算法

盡管近幾年來國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人有了很大的發(fā)展，但不可否認(rèn)的是，用戶在選擇產(chǎn)品時(shí)，如果不是特別注重成本，還是會優(yōu)先選擇發(fā)那科、ABB、安川、庫卡等四大家族的產(chǎn)品，這一點(diǎn)從每年的銷量報(bào)表上就可以看得出來。但是，兩者產(chǎn)品的差距到底在哪里呢？

控制器：沒有核心算法

業(yè)內(nèi)很多人都說，控制器是工業(yè)機(jī)器人幾大核心零部件中國內(nèi)外差距最小的，然而實(shí)際情況卻是，我國始終未能掌握工業(yè)機(jī)器人核心控制器的核心算法，導(dǎo)致國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人“大腦”不夠聰明，在穩(wěn)定性、故障率、易用性等關(guān)鍵指標(biāo)遠(yuǎn)不如四大家族。

控制器是影響機(jī)器人穩(wěn)定性的關(guān)鍵部件，而軟件相當(dāng)于語言，把“大腦”的想法傳遞出去。要將語言表達(dá)準(zhǔn)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(dǎo)致國內(nèi)企業(yè)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(tǒng)、減速器等零部件購買國外的產(chǎn)品，國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人依然在精度、穩(wěn)定性等方面趕不上國外的產(chǎn)品。

對于一些精度要求不太高的應(yīng)用，國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人尚可使用，但是如果想要應(yīng)用到航天航空、軍工、汽車制造等高端領(lǐng)域，就難免有些心有余而力不足。

伺服系統(tǒng)：算法也是一個(gè)問題

機(jī)器人完成每一個(gè)動作，都需要核心控制器、伺服驅(qū)動器和伺服電機(jī)三方協(xié)同作戰(zhàn)。伺服系統(tǒng)由于核心算法跟不上，導(dǎo)致響應(yīng)速度會比國外產(chǎn)品低很多。就單臺伺服系統(tǒng)來說，國產(chǎn)機(jī)器人精度還算不錯，但高端機(jī)器人一般同時(shí)有6臺以上伺服系統(tǒng)，再用傳統(tǒng)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(tǒng)的電流環(huán)直接操作電機(jī)，實(shí)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(jī)器人響應(yīng)速度更快、定位更準(zhǔn)確。未能掌握核心算法，就相當(dāng)于一個(gè)思想健全但是語言表達(dá)有障礙的人，始終無法用語言正常來表達(dá)自己的想法。這個(gè)問題反映到工業(yè)機(jī)器人上，就成為穩(wěn)定性不高，故障率卻居高不下的重要原因之一。

減速器：技術(shù)要求高，裝備達(dá)不到要求

雖然近幾年來國內(nèi)在機(jī)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(jīng)有量產(chǎn)的產(chǎn)品，但是說到能替代進(jìn)口，還需要比較長的時(shí)間，國產(chǎn)產(chǎn)品在精度和壽命方面都有比較大的差距。

有專業(yè)人士表示，減速機(jī)的發(fā)展依賴于國家裝備制造業(yè)的提高，這是一個(gè)系統(tǒng)性的問題。

減速機(jī)和伺服電機(jī)對軸承、齒輪的精度要求非常高，國內(nèi)材料也無法滿足機(jī)器人的要求，而齒輪的加工精度取決于高端數(shù)控機(jī)床的能力，與數(shù)控機(jī)床等設(shè)備的精度密切相關(guān)，在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，中國尚處于技術(shù)追趕階段。加工工藝的差距涵蓋了基礎(chǔ)材料和制造工藝水平兩方面差距。

目前國內(nèi)做得比較好的減速器企業(yè)，大多都是投入大筆資金購買國外的成熟專用機(jī)床。

國外企業(yè)經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)的技術(shù)沉淀，對于工藝的理解和功能的優(yōu)化并不是國內(nèi)幾年時(shí)間就能追趕上的。工藝軟件開發(fā)不足，也導(dǎo)致國產(chǎn)工業(yè)機(jī)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(chǎn)工業(yè)機(jī)器人始終會受制于人。