機器人應用躍升,核心零部件至關重要
文:清能德創2022年第六期
文/清能德創電氣技術(北京)有限公司總經理 劉波
根據IFR國際機器人協會的報告,中國已成為全球機器人應用的最大市場,且仍具備較大發展空間,2020 年國內工業機器人密度為247臺/萬人。按照工信部“十四五”規劃預測,假設2025 年工業機器人密度達500臺/萬人,國內人口基數不變,則國內工業機器人銷量在未來幾年內的復合年均增長率(CAGR)仍可超過10%以上。
與此同時,目前國產機器人整機在鋰電、光伏、醫療和半導體等新興下游市場的應用增速相對較快,且針對這些行業推出了多種定制化專機和解決方案,得到了行業客戶的高度認可。而在機器人傳統應用領域,如焊接、搬運、上下料等,國產機器人的市場占有率也在逐步擴大。
在這一輪國產化進程提速過程中,國產機器人核心零部件企業在幫助整機客戶降低成本、快速開發行業定制化功能、高效實現本地技術支持等方面,發揮著重要的作用。當然,這首先要建立在國產伺服和運控廠商對產品硬件、算法以及行業Know-How技術等有較為深入理解的基礎上。
近幾年,下游行業普遍對工業機器人的節拍、精度、應用的靈活性和部署的快速性提出了較高的要求,以往靠低成本搶占市場的方式將難以為繼。國產機器人之所以能夠進入到鋰電、光伏、半導體、3C電子、醫療等原本被外資品牌所占據主導地位的行業,主要還是依靠自身不斷提升的產品力,進而獲得客戶的認可。
作為工業機器人的核心部件——伺服系統,正朝著工業機器人行業專用、多軸一體化、高性能等技術發展方向邁進,需要進一步提高產品的響應特性和控制帶寬,尤其是電流環,這樣才能有效提升伺服系統的高動態轉矩響應能力。
其次,近幾年大負載工業機器人在新能源行業的應用越來越普遍,且性能要求也更高,這就要求伺服系統應具備較好的振動抑制能力,最好能具備參數辨識功能,以更好地配合控制系統的動力學建模。
此外,隨著工業機器人應用不斷拓展到新的行業領域,也帶來了很多新的行業定制化功能或機型開發的需求,要求機器人整機廠商能快速推出對應的機型,以搶占市場先機,因此,伺服系統軟硬件架構的靈活性和可擴展性就顯得尤為重要了。
為此,清能德創在2021年為機器人行業推出了兩款全新的多軸一體化伺服驅動產品:CoolDriveRD和CoolDriveRA。其中RD主要面向中小負載機器人,具備高性價比特點,而RA則主要面向大負載機器人,以高性能、模塊化為特征。這兩款產品均采用了全新的多核硬件平臺,相比前代產品性能優勢更明顯,電流環最短控制周期可達2.5μs,大幅提升了系統帶寬和響應特性。
在性能提升的基礎上,上述兩款產品可以實現更為安全和精準的控制算法,如模型跟蹤振動抑制、參數辨識、剛度自動調整等功能,能夠進一步提升機器人的控制性能,以及在不同姿態下的穩定性。此外,為了適應客戶定制開發的需求,RD和RA均引入了模塊化的設計理念,能夠快速構建滿足客戶定制化要求的產品,并且能夠根據現場應用情況,擴展一定數量的附加軸,如變位機、地軌、隨動等。CoolDriveRD和CoolDriveRA這兩款全新多軸伺服產品的推出,實現了對工業機器人從1kg到800kg負載范圍、多關節機、SCARA、并聯性、直角坐標型全部機型的覆蓋支持,而且大幅提升了產品的性價比,能夠滿足國產機器人進一步提升性能、優化成本的需求。
中國機器人市場的黃金發展期已經到來,期待所有產業人士堅定信心,夯實“內功”,扎根市場,共同迎接中國智能制造的美好明天!
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