前言：2015年以來，國內廠商關于驅控一體討論的聲音越來越多，由此，驅控一體的機械手控制系統踏上了發展的“高速車道”。

高工機器人產業研究所（GGII）數據顯示，2017-2020年中國驅控一體控制系統出貨量分別為0.25萬套、0.75萬套、2.1萬套、4.5萬套，年均復合增長率162.07%。同時，GGII預計2021年驅控一體控制系統出貨量有望突破8萬套，預計到2025年中國驅控一體控制系統出貨量有望達到50萬套。

從具體的廠商來看，目前國內驅控一體領域的機械手控制系統玩家主要有華成工控、眾為興、固高、山龍智控、臺達、納博特等廠商，其中華成工控在目前國內驅控一體市場的占有率超過50%，形成了絕對優勢。

中國驅控一體市場經歷過如何的變遷？華成工控優勢的背后是？華成工控又會往哪些行業滲透？本文對話了華成工控董事長湯勇，試圖從對話中尋找答案。

驅控一體的變遷史

驅控一體控制系統，其相對于傳統的運動控制，將伺服驅動與運動控制集于一身，兩者之間可以在內部進行高速數據通信，用戶在使用時可以節省大量電纜、空間，擁有著體積小、成本低、效率高等諸多優勢。

驅控一體的方案最早是日本廠商應用，如東芝、三菱、YAMAHA、EPSON等，最早應用于SCARA機器人產品上。從2015年開始，中國廠商才逐漸開始驅控一體控制系統的研發，但發展至今，驅控一體已從最早的概念化階段逐步進入產業化落地階段，市場接受度大幅提高。

具體來看，中國驅控一體控制系統的發展經過了兩個階段，形變與質變的階段。

2015-2018年為驅控一體的“1.0”，在這個階段，各廠商投入更多精力著眼于“硬件驅控一體”，將控制器和驅動器進行物理層面的結合，減少外部走線，讓控制器更加緊湊，體積變得更小，屬于形變的階段。

2019年，隨著布局驅控一體的企業逐步增多以及相關技術的持續進步和成熟，越來越多的驅控一體產品落地，驅控一體正式踏入了“2.0”。這一時期，各廠商將硬件、軟件、力覺、視覺甚至機器人本體都整合到一起，讓機器人變成即插即用的一體式自動化裝置，以降低部署時間成本，減少部署空間，更加適配柔性自動化產線。

然而，從驅控一體“1.0”踏入“2.0”并不容易，驅控一體廠商需要做到的不是簡單地把伺服驅動和運動控制揉到一起，而是要有機地考慮兩者之間的關系，從而達到1+1>2的協同效果。

以華成工控的產品為例，華成工控通過共直流母線及能效管理技術，其驅控一體產品在減小產品體積的同時可以有效保障散熱能力，從而可以更好地控制整個系統的溫升。

找準應用落地需求點

產品批量落地的背后有幾個重要的因素：技術足夠可靠、實打實的行業應用需求以及客戶的認可度，其中找準行業應用是市場化落地的第一步也是重要一步。

據了解，目前驅控一體控制系統產品的主要應用行業有注塑、沖壓、機器人、AGV/AMR等。

在機器人行業，通過驅控一體控制系統與SCARA/DELTA/六軸機器人、部分直角坐標機器人結合，在一體設計后，整個運作系統體積小、功率密度高、集成度高，極大簡化了客戶的電氣設計，有效提高了設備性能和可靠性。

以搭載了華成工控ES-R4驅控一體系統的SCARA搭配伺服電批解決自動鎖付螺絲方案為例。過往傳統電批需要人工，成本高同時人工不穩定，影響進度，效率較低，而搭載了華成工控驅控一體控制系統后，在自動化送料上，可以實現更精準的運行，多功率智能伺服電批，滿足多個場景應用，具體來看，將產品效率提升了75%，同時保障了良好的產品鎖螺絲一致性。

在注塑領域，注塑機是最常用的注塑裝備，其具有能一次成型外型復雜、尺寸精確或帶有金屬嵌件的質地密致的塑料制品的能力，但注塑工序要達到自動化，往往需要與注塑機械手聯合使用，注塑機械手可以代替人完成取產品、自動包裝、二次成型等作業。

但注塑機械手擁有著非常明確的目標，盡可能快速取出注塑件以提高機器生產率，因此，注塑機械手對控制器運動控制擁有著較高的要求，因而驅控一體控制系統可以有效提升注塑機械手的性能。

應用了華成工控驅控一體控制系統的注塑機械手其反應靈敏，快速啟動反應時間僅為0.04s，同時伺服電機與液壓系統形成閉環，重復定位精度更高，擁有著更高的節能效率，同時發熱量更少，有效提升了產品的使用壽命。

在沖壓領域，驅控一體系統應用在沖壓控制系統中，除了將伺服驅動器和運動控制器結合在一起，還將機械手與沖床也結合其中，沖壓機械手控制系統通過CAN總線和EtherCAT總線兩種不一樣的聯機信號交互，這樣一體化設計后，整個系統的抗干擾能力大大增強，響應也更快，信息交互的帶寬更高、實時性、穩定性也更好，成本也更低

湯勇表示，驅控一體的另一個重要應用機遇點為桁架機械手。據了解。機床是工業之母，但過往的數控機床自動化程度不高，嚴重影響著生產的效率，而通過桁架機械手完成上下料等作業，可以有效提高生產效率、節約用人成本。此外，搭載了驅控一體控制系統的桁架機械手，其重復定位精度、效率進一步得到提升。

產品的快速批量落地

在打磨好技術，找準應用場景后，接下來廠商要做的就是加速產品的落地。在這一階段，華成工控采用的方法是打造完善的可靠產品矩陣，以此方便客戶使用，收獲客戶信任，從而加速產品落地。

具體來看，自2015年作為先驅者提前布局驅控一體控制系統而來，華成工控持續不斷在鉆研和改進自身的產品技術實力，從而讓華成工控的驅控一體化產品具有了體積小巧結構緊湊、調試及維護簡單、可靠性高、成本低等優勢。

2016年，順應市場需求趨勢，華成工控啟動了四軸驅控一體產品開發。2017年，華成工控對驅控一體產品進行了重新梳理，形成了芯片級一體方案和共母線方式的總線驅控一體方案，推出了產品ES系列。

2018年，為了滿足下游客戶對于空間占用和性價比的要求，華成工控導入驅控一體三軸控制系統的研發，采用雙CPU模式，推出產品QCS3G系列。

2021年，隨著市場對于多軸驅控一體化控制系統的需求趨勢越來越強，為了擴展專用機型產品線，華成工控啟動驅控一體五軸系統的研發，采用兩種方案并行，一種是SPI總線方式，另一種是新的FPGA+CPU方式，主要在研產品包括QCS5G/QCS5H系列。

至今，華成工控驅控一體系統已在噴涂、點膠、焊錫、焊接、折彎、跟隨、碼垛、搬運、分揀等工藝中得到了廣泛應用，覆蓋了注塑、機加工、沖壓、教育、焊接、倉儲、包裝、鈑金、3C等場景。

據透露，2022年華成工控還將推出SCARA驅控一體控制系統QCR4G和6軸驅控一體控制系統QCR6G。新產品是非總線驅控一體產品，適用于水平多關節機器人和小型的6軸機器人（7公斤內），適用于搬運，上下料，噴涂，打螺絲，沖壓等簡易的應用場景。

未來，華成工控將繼續致力于為客戶提供更方便、更簡單、更具性價比的驅控一體系統及解決方案。在未來技術迭代的方向上，華成工控將一手抓客戶需求，一手投入最新產品與技術的研發，做市場滿意的產品，以此加速產品落地，推動行業發展。

摘自：高工機器人