需要克服的核心技术
两台机器人分别控制着双层托盘,不断倾斜、旋转,另一台机器人控制着机械臂,使其不断从托盘上的十个障碍物之间穿过,不受打扰。 这个工业机器人的演示录像令人眼花缭乱。 这是人2009年的技术,我们现在也做不到。 机器人工人马龙感慨地说。
要实现这样复杂的动作,工业机器人的大脑核心控制器必须足够聪明。 但是,由于没有掌握核心算法,国产工业机器人的大脑还不够聪明,稳定性、故障率、易用性等重要指标远远不如工业机器人四大家族发那科、abb、安川、库卡(以下简称四大家族)的产品。
据统计,我国已经连续五年成为世界第一的机器人应用市场,但高端机器人仍依赖进口。 算法的差距是国产工业机器人向高端制造前进的障碍物。
算法不完备是国产大脑经常弄错的
作为工业产品,测量机器人的优劣有两个标准:稳定性和性能。 核心控制器是影响稳定性的重要部件,被称为工业机器人的大脑。 软件相当于语言,传播大脑的想法。
要说好这门语言,就需要基础的核心算法。 四大家族可以销售伺服系统、减速机、编码器等重要部件,但对核心算法要保密,决不能泄露。
核心算法差距太大,国产机器人稳定性差,故障率高。 参数自整定、减震算法、转矩波动补偿某国内机器人公司技术负责人孙尧(化名),一个被科技日报记者计算,算法的差距,延缓了整个系统的响应速度和稳定精度。
工厂有100多台四大家族设备,每年不会发生多次故障; 如果使用国产机器人,故障率可能会是人的数倍。 沈阳霹雳科技有限企业技术合作伙伴、机器人软件工程师周超说。
因此,一些顾客购买二手进口机器人,愿意付出高昂的重启费,不愿采用国产机器人。
好的算法,能使机器人在几千行内稳定工作,不发生故障的坏算法,没有达到上万行人的水平。 周超介绍说,就像两个司机开车。 刚拿到驾照的初学者和经验丰富的赛车手,上路后一目了然。
不知道其原因是核心算法多年来一直在还债的结果。
虽然不掌握核心算法、生产精度诉求低的产品还很勉强,但如果应用于航空航天空、军工等高端行业,只能依赖进口工业机器人。
例如,底层的核心算法就像手机的操作系统,我们正在制造越来越多的APP。 基础研究投资大,回报低,做APP赚钱快,但只做APP永远也超过不了苹果和谷歌。 周超还说,如果别人屏蔽了你的系统,APP再怎么方便也没用。
软件脖子的定价权转让给别人
算法的差异不仅在于核心控制器,还在于伺服系统的响应速度变慢。
机器人每次完成1个动作时,核心控制器、伺服驱动器、伺服电机必须协同作战。 例如,就像战争一样,将军下令攻击。 传令兵接到传播攻击信号的命令士兵向指定位置冲锋。
现在四大家族的产品进化成了将军用4g信号直接指挥士兵,但是国产机器人还停留在传令兵时代,速度当然慢了好几个。
如果不掌握核心算法,这个差距就不会怎么缩小。 马龙告诉科技日报的记者。 他表示,相对于单个伺服系统,国产机器人的动态和静态精度较高,但高端机器人通常有6台以上的伺服系统,用传统的控制方法很难取得良好的控制效果。
多个伺服系统需要大脑事先计算。 利用底层算法,国外的核心控制器可以通过伺服系统的电流环直接操作电机,由于这四大家族的机器人响应速度快、定位更准确,可以实现高动态多轴非线性条件下的精密控制。
由于算法、软件的差异,最终产品的售价也天壤之别。 以伺服系统为例,核心零部件基本相同,价格实际上可以媲美,但国外产品的售价高出10倍。
这是因为国产伺服系统基本上采用了附带的软件库。 国外公司限制了很多功能,不向我们开放。 例如,位置环的s曲线功能。 如果想要这个功能,就必须出钱买别人的产品。 定价权就这样转让了。 马龙说。
鼓励公司开发机器人的未来可能性
虽然与4大家族相比差距很明显,但是专家、作业者都很看好国产机器人的未来。
从技术上看,硬件的快速发展已经有几十年的历史,在无话可说的软件方面,我国有着庞大数量的it工作人口,现在我们很多公司也可以整合高水平的工业机器人产品。 周超说过,拥有完全自主知识产权、关键零部件核心技术的国产工业机器人,需要经验、时间和整个产业链的积累、打磨。
工业机器人市场类似于几年前的高端智能手机市场。 熟悉产业链、供应链的话,很快就能积攒机器人产品。 但是,掌握核心技术并不简单。 随着一项技术的突破,等待市场的检验,逐渐成熟,国外制造商很可能会降低其零部件的价格,提供更成熟的功能,价格低廉的方案,这也是国内公司投资和回报不成比例,许多公司不愿投资基础研发的原因。
作为劳动者,我们有越来越多的重视技术的政策,一旦技术达标,就会给公司一定的市场空之间,在实践中慢慢打磨产品,吃光核心技术,鼓励公司将越来越多的人力、财力投入到研发中去。
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