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【原创】国产驱控一体先行者
华成工控 | 驱控一体控制系统 文章来源自:高工机器人网
2021-12-20 11:17:36 阅读:11837
摘要高工机器人产业研究所(GGII)调研数据显示,华成工控位列2021年上半年中国驱控一体控制系统出货量第一名。

撰文 | 歌者

基于集成度高、成本相对较低、应用相对简单、安装调试更加简单方便、维护检修更加便捷、响应速度更快等优势,驱控一体系统的应用场景正持续扩大,广泛分布于注塑机械手、SCARA机器人、小六轴机器人、插件机、绕线机等领域。

高工机器人产业研究所(GGII)数据显示,2020年中国驱控一体控制系统出货量为4.5万套左右,同比增长超110%,预计2021年出货量有望突破8万套,预计到2025年中国驱控一体控制系统出货量有望达到50万套。

2017-2025年中国驱控一体控制系统出货量及预测(单位:万套,%)

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数据来源:高工机器人产业研究所(GGII)

作为国产驱控一体系统的先行者,华成工控于2016年开始了对四轴驱控一体产品的开发。截至目前,华成工控驱控一体产品已经广泛应用于塑机械手、工业机器人、机床上下料等领域。

据公司最新财报数据显示,2021年前三季度华成工控实现营收2.07亿元,同比增长49.98%;实现归母净利润4674.30万元,同比增长59.82%。第三季度,华成工控控制系统出货量为4860套,驱控一体系统出货量8581套。

据高工机器人产业研究所(GGII)调研数据显示,华成工控位列2021年上半年中国驱控一体控制系统出货量第一名。

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数据来源:高工机器人产业研究所(GGII)

在此背景下,高工咨询联合华成工控于2021年12月15日(高工机器人年会同期)共同发布《2021年驱控一体控制系统产业发展蓝皮书》,把脉行业未来发展路径。

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突破底层技术,推出真驱控一体

在《2021年驱控一体控制系统产业发展蓝皮书》全球首发环节,华成工控董事长汤勇发表了《坚持初心,为智能制造降本增效代言》的主题演讲。华成工控最早是做注塑机械手控制系统起家,早期的注塑机械手一般选用国内的控制、日系的伺服。以注塑五轴机械手举例,客户需要焊接脉冲线5条,共150个焊点,再加上编码器线,不算冷轧端子,整机光焊线的焊点就在180个以上。在统计故障率上,出现问题最多的地方主要是焊线焊错、虚焊的情况,一根线问题的排查就可能需要半天的时间,而日系的伺服厂家很难到现场解决问题。

为解决客户这一痛点,华成工控萌生做驱控一体的想法。整体看来,华成工控驱控一体化产品具有体积小巧结构紧凑、调试及维护简单、可靠性高等显着优势,同时由于布线和辅材大大减少,客户应用成本大为降低。

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华成工控董事长汤勇

实际上,对于驱控一体控制系统,并不是简单地把伺服驱动和运动控制揉到一起,而是要有机地考虑两者之间的关系,这也是驱控一体的关键技术,也是区分真伪驱控一体的关键之处。

而基于驱控一体系统的开发实践,华成工控在这些关键的技术点也有了一些突破,比如共直流母线及能效管理技术。其中,共直流母线的技术主要针对多轴非同步运动情况,其作用是降低系统的能源消耗以及运行成本。对于共直流母线设计的多轴系统来说,当一个轴处于发电状态,一个轴处于电动状态的时候,那它发电状态产生的电,就可以直接通过母线,输给电动状态的轴使用,几乎没有消耗,不产生热量。

另一方面,华成工控在算法上进行能效管理,主动对运动进行优化,使系统尽可能朝着这种状态运动。这种方案,首先是可以降低耗电量;其次,产生的热量可以减少,系统的散热压力可以得到很大的缓解,整个系统可以做更加小型化的设计。

正是得益于共直流母线及能效管理技术,华成工控驱控一体的产品既能减小产品体积的同时,同时它的散热能力也没有降低,整个系统的温升也能得到比较好的控制。

性价比为王

华成工控技术中心副总监程国醒表示,目前华成工控驱控一体系统产品家族包括QC非总线式驱控一体机,EC总线式驱控一体机和GC总线式驱控一体柜等系列。2021年,随着市场对于多轴驱控一体化控制系统的需求趋势越来越强,为了扩展专用机型产品线,华成工控启动非总线式驱控一体五轴系统的研发,采用两种方案并行,一种是SPI总线方式,另一种是新的FPGA+CPU方式,推出了包括QCS5G/QCS5H系列重磅新品。

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华成工控技术中心副总监程国醒

据介绍,QCS5G系列驱控一体控制系统,精准定位在中小型桁架机械手应用上,针对注塑机机械收取出和买入,机床上下料等应用进行专门的应用开发,软件和硬件都针对了注塑取出应用和机床上下料应用做了双重保护。人机界面针对应用工艺进行定制开发,直观清晰,灵活示教。

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其具体特点如下:

1、桁架机械手专用驱控一体系统

2、采用多芯直连驱控一体

3、机身小巧,安装方便

4、采用共母线降能耗设计

5、采用内部高速总线通讯方式,系统可以达到62.5us的响应

6、32路标准输入,32路标准输出。可增配扩展IO板和EU IO板

相比EC-S5优势,华成工控最新QCS5G系列驱控一体控制系统内部采用高速总线通讯方式,无需外部网线通讯,抗干扰能力强;采用一体设计结构,安装方便,成本更低;优化散热设计,整机运行时内部温度更低。

而华成工控推出的通用控制系统PHC,则是为了让更多的行业客户使用华成工控的驱控一体控制系统来定制属于自己的自动化设备控制系统。

为进一步降低中低端制造向智能制造转型成本,华成提供了高性价比解决方案:在2022年将推出SCARA驱控一体控制系统QCR4G和6轴驱控一体控制系统QCR6G。新产品是非总线驱控一体产品,适用于水平多关节机器人和小型的6轴机器人(7公斤内),适用于搬运,上下料,喷涂,打螺丝,冲压等简易的应用场景。


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