机器人核心零部件还会被卡吗？国产控制器已开始加速替代

从全球工业机器人销量来看，中国机器人产业的确是长坡厚雪的优质赛道。虽然市场足够广阔，但是在上游产业链中，三大核心零部件—控制器、伺服系统、减速器国产自主化率依然未能与外资品牌形成分庭抗礼之势。
 
成熟的机器人本体厂商为了保证机器人的稳定性和技术壁垒一般自行开发控制器，所以控制器的市场份额基本跟机器人本体厂商的产品市占率保持一致。
 
全应用领域内国产控制器稍处下风
 
工业机器人控制系统硬件部分国内外技术基本无异，软件部分尤其在核心算法上，国外企业有着悠久的时间积累和技术沉淀，在反应速度、兼容性等方面还是处于优势地位。
 
在新兴的协作机器人以及需求量增长的SCARA机器人市场中，国产控制器已经完成替代并逐步换道超车，开始占据大量国内市场。
 
但在多轴高速度的工业机器人应用场景中，就可以窥见国产控制系统在高速，多轴应用下仍处于劣势。
 
以汽车行业小负载焊接机器人为例，国产工业机器人重复定位可精确到0.05mm，海外品牌的工业机器人定位精度为0.02mm，虽然精确度较为相近均可满足大部分应用场景但是仍有相当的进步空间。
 
二者在覆盖范围上这一项对比指标上没有明显的差距，但在最高轴速上一对比，国产工业机器人便相形见绌。以四大家族为代表的机器人在最高轴速上均能达到700°/s，但这一指标只有国内为数不多的龙头机器人公司才能做到。
 
虽然控制器并不是制约轴速的唯一条件，但在公开的机器参数差距前，仍然应该承认在整个工业机器人应用领域，努力追赶国产控制器仍旧稍处下风。

（数据来源：四大家族与国内主要供应商产品资料）

 
移动机器人属于工业机器人分支，不同于传统工业机器人厂商自己来把控软硬件一整套控制器，移动机器人厂商大多只涉足软件控制部分，更细一点说是其中的导航算法部分。移动机器人厂商核心竞争力之一便是导航算法。在移动机器人这个领域，国内有不少实力强劲的厂商在全局精度上可以做到国际领先水平的±5cm，二次定位精度可达±5mm。在移动机器人领域，国内外品牌控制系统可以说平分秋色。
 
 
老牌巨头实力依旧
 
首先来看看四大家族中的ABB与KUKA。ABB最新一款的IRC5系列的工业机器人控制器，是ABB自研的第五代机器人控制器。该系列为了提升精度、速度、节拍时间，融合了TrueMove、QuickMove等运动控制技术。
 
作为从做运动控制技术起家的机器人厂商，有老本行作为倚仗，ABB将运动控制和自动化结合得不可谓不好。
 

 

（图片来源：厂商官方资料，下同）

 
KUKA的系列控制器也发布到了KRC5版本。在继承了前一代在系统架构中集成所有控制模块这一特点的同时，提供了大量的硬件拓展选项。按照官方的介绍，是在保证兼容性和拓展性的同时，进一步减低了能耗。
 
虽然在功能上和前一代相比并没有太多的突破性革新，但工艺创新确实也算KUKA的优秀传统。
 

 

 
四大家族虽然在应用端市占率有所下滑，有部分原因是受到国内制造业升级，相当多此前工业机器人未曾涉足的场景开始涌现自动化改造需求，大量国产品牌涌入新出现的赛道中。但在汽车行业，四大家族的市占率依然高得无法想象，国产的后起之秀很难在这条赛道上开辟出新的生存之路。即使大多数工作场景国产机器人已经可以胜任，但是改造数条生产线的成本，以及启用全新的生产设备可能带来的隐患都让汽车企业望而却步。
 
国产品牌加速替代
 
国内工业机器人领域首先看坚持走自主创新的新松。新松机器人的SRC C5智能控制系统是一款经过市场验证的成熟产品了。由新松自主研发，支持虚拟仿真、机器视觉（2D\3D）、力觉传感等多种智能技术应用。
 
新松经过多年的积累已经能打造出比肩国际一流水准的的国产高性能机器人控制系统。旗下工业机器人系列产品都是采用自主研发的控制器，控制器适用范围涵盖协作机器人，并联机器人，喷涂机器人等。
 
作为机器人本体厂商，新松机器人市占率的提升便看得出国产控制器在赛道上的发力。
 

 

 
新时达同样在控制器领域深耕多年，其智能控制技术自1995年起已历经二十余年的打磨与积累。作为国产机器人品牌里自主化程度最高的公司之一，新时达旗下的控制器产品性能对比进口控制器也不遑多让。
 
以AMC1600系列运动控制器为标志的新时达，通过逐步提升零部件自主化，有效降低了机器人本体制造成本，新时达机器人业务销量增长已在2021年半年度业绩预报中预热。在市场放量业绩增长的背后，是国产机器人零部件的自主化成效的同步显现。
 

 

再来看看有工控龙头“小华为”之称的汇川技术。早在多年前汇川技术就和巨头ABB在变频器业务领域交过手。在2015年汇川技术切入机器人业务后，开始了机器人国产化追赶。目前汇川技术主要聚焦在SCARA机器人领域，进行整机以及核心部件的自研。
 
旗下IRCB500系列是汇川技术自主研发的驱控一体控制器，主要用于SCARA 机器人和6 轴机器人（最高可控制8轴）。
 

 

 
据此前汇川技术公布的2021年一季度数据，旗下工业机器人业务同比增长达到149%，并且汇川技术明确表示将继续加码工业机器人领域。在工业机器人上游核心零部件短缺影响国外厂商供货的机遇下，汇川技术的国产化产业链已优势尽现。在控制器领域的产品实力加上快速的响应速度，汇川技术也开始加速抢占国外品牌的市场份额。
 
小结
 
国内工业机器人企业以海外竞争对手的非重点领域为基础，通过并购或内生增强优势，开始直面竞争，并且随着国内制造业的升级，国产工业机器人的应用场景仍在拓展中。
 
为了补齐国产机器人的自主化短板，国家也出台了系列扶持政策，而国产的核心零部件企业也在积极探索中。随着国内一批秉承自研创新精神的品牌企业实力不断增强，国产机器人核心零部件在国际市场上的竞争力也会越来越强。在高技术壁垒的零部件上游领域，国内企业正悄然改变着上游格局，值得拭目以待。