機(jī)器人核心零部件還會被卡嗎？國產(chǎn)控制器已開始加速替代

從全球工業(yè)機(jī)器人銷量來看，中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的確是長坡厚雪的優(yōu)質(zhì)賽道。雖然市場足夠廣闊，但是在上游產(chǎn)業(yè)鏈中，三大核心零部件—控制器、伺服系統(tǒng)、減速器國產(chǎn)自主化率依然未能與外資品牌形成分庭抗禮之勢。

成熟的機(jī)器人本體廠商為了保證機(jī)器人的穩(wěn)定性和技術(shù)壁壘一般自行開發(fā)控制器，所以控制器的市場份額基本跟機(jī)器人本體廠商的產(chǎn)品市占率保持一致。

全應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)國產(chǎn)控制器稍處下風(fēng)

工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件部分國內(nèi)外技術(shù)基本無異，軟件部分尤其在核心算法上，國外企業(yè)有著悠久的時間積累和技術(shù)沉淀，在反應(yīng)速度、兼容性等方面還是處于優(yōu)勢地位。

在新興的協(xié)作機(jī)器人以及需求量增長的SCARA機(jī)器人市場中，國產(chǎn)控制器已經(jīng)完成替代并逐步換道超車，開始占據(jù)大量國內(nèi)市場。

但在多軸高速度的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用場景中，就可以窺見國產(chǎn)控制系統(tǒng)在高速，多軸應(yīng)用下仍處于劣勢。

以汽車行業(yè)小負(fù)載焊接機(jī)器人為例，國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人重復(fù)定位可精確到0.05mm，海外品牌的工業(yè)機(jī)器人定位精度為0.02mm，雖然精確度較為相近均可滿足大部分應(yīng)用場景但是仍有相當(dāng)?shù)倪M(jìn)步空間。

二者在覆蓋范圍上這一項對比指標(biāo)上沒有明顯的差距，但在最高軸速上一對比，國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人便相形見絀。以四大家族為代表的機(jī)器人在最高軸速上均能達(dá)到700°/s，但這一指標(biāo)只有國內(nèi)為數(shù)不多的龍頭機(jī)器人公司才能做到。

雖然控制器并不是制約軸速的唯一條件，但在公開的機(jī)器參數(shù)差距前，仍然應(yīng)該承認(rèn)在整個工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，努力追趕國產(chǎn)控制器仍舊稍處下風(fēng)。

（數(shù)據(jù)來源：四大家族與國內(nèi)主要供應(yīng)商產(chǎn)品資料）

移動機(jī)器人屬于工業(yè)機(jī)器人分支，不同于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人廠商自己來把控軟硬件一整套控制器，移動機(jī)器人廠商大多只涉足軟件控制部分，更細(xì)一點(diǎn)說是其中的導(dǎo)航算法部分。移動機(jī)器人廠商核心競爭力之一便是導(dǎo)航算法。在移動機(jī)器人這個領(lǐng)域，國內(nèi)有不少實(shí)力強(qiáng)勁的廠商在全局精度上可以做到國際領(lǐng)先水平的±5cm，二次定位精度可達(dá)±5mm。在移動機(jī)器人領(lǐng)域，國內(nèi)外品牌控制系統(tǒng)可以說平分秋色。


老牌巨頭實(shí)力依舊

首先來看看四大家族中的ABB與KUKA。ABB最新一款的IRC5系列的工業(yè)機(jī)器人控制器，是ABB自研的第五代機(jī)器人控制器。該系列為了提升精度、速度、節(jié)拍時間，融合了TrueMove、QuickMove等運(yùn)動控制技術(shù)。

作為從做運(yùn)動控制技術(shù)起家的機(jī)器人廠商，有老本行作為倚仗，ABB將運(yùn)動控制和自動化結(jié)合得不可謂不好。

（圖片來源：廠商官方資料，下同）

KUKA的系列控制器也發(fā)布到了KRC5版本。在繼承了前一代在系統(tǒng)架構(gòu)中集成所有控制模塊這一特點(diǎn)的同時，提供了大量的硬件拓展選項。按照官方的介紹，是在保證兼容性和拓展性的同時，進(jìn)一步減低了能耗。

雖然在功能上和前一代相比并沒有太多的突破性革新，但工藝創(chuàng)新確實(shí)也算KUKA的優(yōu)秀傳統(tǒng)。

四大家族雖然在應(yīng)用端市占率有所下滑，有部分原因是受到國內(nèi)制造業(yè)升級，相當(dāng)多此前工業(yè)機(jī)器人未曾涉足的場景開始涌現(xiàn)自動化改造需求，大量國產(chǎn)品牌涌入新出現(xiàn)的賽道中。但在汽車行業(yè)，四大家族的市占率依然高得無法想象，國產(chǎn)的后起之秀很難在這條賽道上開辟出新的生存之路。即使大多數(shù)工作場景國產(chǎn)機(jī)器人已經(jīng)可以勝任，但是改造數(shù)條生產(chǎn)線的成本，以及啟用全新的生產(chǎn)設(shè)備可能帶來的隱患都讓汽車企業(yè)望而卻步。

國產(chǎn)品牌加速替代

國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域首先看堅持走自主創(chuàng)新的新松。新松機(jī)器人的SRC C5智能控制系統(tǒng)是一款經(jīng)過市場驗證的成熟產(chǎn)品了。由新松自主研發(fā)，支持虛擬仿真、機(jī)器視覺（2D\3D）、力覺傳感等多種智能技術(shù)應(yīng)用。

新松經(jīng)過多年的積累已經(jīng)能打造出比肩國際一流水準(zhǔn)的的國產(chǎn)高性能機(jī)器人控制系統(tǒng)。旗下工業(yè)機(jī)器人系列產(chǎn)品都是采用自主研發(fā)的控制器，控制器適用范圍涵蓋協(xié)作機(jī)器人，并聯(lián)機(jī)器人，噴涂機(jī)器人等。

作為機(jī)器人本體廠商，新松機(jī)器人市占率的提升便看得出國產(chǎn)控制器在賽道上的發(fā)力。

新時達(dá)同樣在控制器領(lǐng)域深耕多年，其智能控制技術(shù)自1995年起已歷經(jīng)二十余年的打磨與積累。作為國產(chǎn)機(jī)器人品牌里自主化程度最高的公司之一，新時達(dá)旗下的控制器產(chǎn)品性能對比進(jìn)口控制器也不遑多讓。

以AMC1600系列運(yùn)動控制器為標(biāo)志的新時達(dá)，通過逐步提升零部件自主化，有效降低了機(jī)器人本體制造成本，新時達(dá)機(jī)器人業(yè)務(wù)銷量增長已在2021年半年度業(yè)績預(yù)報中預(yù)熱。在市場放量業(yè)績增長的背后，是國產(chǎn)機(jī)器人零部件的自主化成效的同步顯現(xiàn)。

再來看看有工控龍頭“小華為”之稱的匯川技術(shù)。早在多年前匯川技術(shù)就和巨頭ABB在變頻器業(yè)務(wù)領(lǐng)域交過手。在2015年匯川技術(shù)切入機(jī)器人業(yè)務(wù)后，開始了機(jī)器人國產(chǎn)化追趕。目前匯川技術(shù)主要聚焦在SCARA機(jī)器人領(lǐng)域，進(jìn)行整機(jī)以及核心部件的自研。

旗下IRCB500系列是匯川技術(shù)自主研發(fā)的驅(qū)控一體控制器，主要用于SCARA機(jī)器人和6軸機(jī)器人（最高可控制8軸）。

據(jù)此前匯川技術(shù)公布的2021年一季度數(shù)據(jù)，旗下工業(yè)機(jī)器人業(yè)務(wù)同比增長達(dá)到149%，并且匯川技術(shù)明確表示將繼續(xù)加碼工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域。在工業(yè)機(jī)器人上游核心零部件短缺影響國外廠商供貨的機(jī)遇下，匯川技術(shù)的國產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)鏈已優(yōu)勢盡現(xiàn)。在控制器領(lǐng)域的產(chǎn)品實(shí)力加上快速的響應(yīng)速度，匯川技術(shù)也開始加速搶占國外品牌的市場份額。

小結(jié)

國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人企業(yè)以海外競爭對手的非重點(diǎn)領(lǐng)域為基礎(chǔ)，通過并購或內(nèi)生增強(qiáng)優(yōu)勢，開始直面競爭，并且隨著國內(nèi)制造業(yè)的升級，國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用場景仍在拓展中。

為了補(bǔ)齊國產(chǎn)機(jī)器人的自主化短板，國家也出臺了系列扶持政策，而國產(chǎn)的核心零部件企業(yè)也在積極探索中。隨著國內(nèi)一批秉承自研創(chuàng)新精神的品牌企業(yè)實(shí)力不斷增強(qiáng)，國產(chǎn)機(jī)器人核心零部件在國際市場上的競爭力也會越來越強(qiáng)。在高技術(shù)壁壘的零部件上游領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)正悄然改變著上游格局，值得拭目以待。