遍地開花的驅控一體2.0時代

五年以來，從拒絕到質疑到接受再到推崇，驅控一體的落地像所有新生事物一樣充滿了戲劇性，但結局總算是喜聞樂見。

控制柜越來越小，線纜越來越少，控制軸越來越多······從第一代驅控一體技術到第二代驅控一體技術的發(fā)展，入局者從小試牛刀到產品遍地開花，驅控一體2.0時代正全面開啟。

驅控一體基于硬件電路集成度的提高，為工控產品的小型化發(fā)展提供了必要的條件，以成本、安裝尺寸和系統(tǒng)性方案上的優(yōu)勢備受市場青睞。同時，功能模塊化的開發(fā)方式可以幫助用戶縮減產品設計時間，提高工作效率，成為企業(yè)降本增效的不二選擇。

新品遍地開花

作為最早提出驅控一體概念并推出產品的的企業(yè)之一，眾為興基于新一代驅控一體技術的控制器新品QC410于2019年4月9日重磅發(fā)布，該控制器具有體積小、重量輕的特點，內部采用高速并行總線，運算速度得到極大提升，還新增運動學規(guī)劃，讓機器人做到收放自如。

驅控一體技術的更迭不僅僅體現在眾為興這一家企業(yè)上，事實上，早在去年年底，以自主研發(fā)著稱的配天機器人就在第一代驅控一體控制器的基礎上推出了采用新一代驅控一體化技術的第二代驅控一體控制器ARCCD20。

而為了滿足3C市場需求，華數機器人近段時間也推出了自主研發(fā)的驅控一體化高性能機器人控制系統(tǒng)，方案融合了華數機器人迄今為止最精煉的機器人控制系統(tǒng)，集成完整電柜功能，具備獨立高效的特點。

在近期結束的華南自動化展上，雷賽也推出了LD2驅控一體型低壓交流伺服系統(tǒng)；針對協作機器人的應用，哈工大于去年推出了驅控一體化關節(jié)；山龍智控基于新一代驅控一體技術的驅控一體新品也即將推出市場，目前正在測試階段。

何謂“驅控一體2.0時代”？

一方面是新品遍地開花帶來了驅控一體的進一步普及；另一方面，是新一代驅控一體技術帶來了性能上的進一步變革。

“現在伯朗特的SCARA都用驅控一體了，我們基本上都是以驅控一體為主，預計今年9月份，驅控一體柜的出貨數量會有大的飛躍?！比A成工控總經理湯勇說。

可以說，目前已經有相當一部分控制企業(yè)已經以“驅控一體”產品為主，不管是一軸，還是五軸、六軸；此外，在基于第一代驅控一體技術的基礎上，已經有部分企業(yè)推出了新一代的驅控一體技術，相比較第一代驅控一體技術，新一代驅控一體集成度更高，性能更為優(yōu)越。

首先是體積的進一步縮小，眾為興QC410挑戰(zhàn)硬件體積“縮小”極限，大小較上一代減小27%，高度只和一臺手機相當，重量隨之減少43%；配天機器人ARCCD20尺寸420mm*133mm*472mm，體積26L，相比上一代控制柜體積縮小47%。

在體積縮小的同時，新一代驅控一體強調更快的運算能力：眾為興QC410綜合運算性能提高5倍，支持EtherCAT總線擴展和PC上位機控制；山龍智控新一代驅控一體整個控制內部走線，響應速度可以達到納秒級。

在性能表現上，配天機器人ARCCD20具有更高的功率密度，更合理的走線，更高效的散熱方案；眾為興QC410具有高精度短節(jié)拍的特點，能夠預估伺服驅動層狀態(tài)變化，制定最契合的運動規(guī)劃，做到“快慢自如”，更能實時調整伺服增益，實現“伺服響應更快，跟隨性更好穩(wěn)停時間更短”。

此外，集成度更高是驅控一體2.0時代的顯著特點。眾為興市場總監(jiān)王亮表示，驅控一體未來發(fā)展方向就是將目前分散的機器人主要部件、傳感器和軟件逐漸整合成一體，減小機器人安裝部署成本，降低機器人使用難度，讓機器人成為人人能用、更加好用的自動化設備。

山龍智控新一代的驅控一體產品正是融合了視覺、力傳感技術，具備更高的集成度。山龍智控總經理曾雨權認為，通過將視覺、力控、電機等所有的技術融合到一個控制系統(tǒng)中，使得該驅控一體設備在信息交互上帶寬更大，實時性更好，產品的成本也更低。此外，力覺、視覺和控制系統(tǒng)共用一個大腦，讓機器人的協調性更好。

哈工大驅控一體關節(jié)通過FPGA+ARM+DSP分布式CPU架構驅控一體化方案，結合內部高速并行總線信息交換技術，融合伺服驅動、運動控制、力覺傳感和機器視覺于統(tǒng)一的硬件平臺，解決系統(tǒng)的強實時性、可靠性、輕量化，以及高精高速控制的需求。

驅控一體1.0時代主要著眼于“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。而驅控一體2.0時代則是要將硬件、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。

任重道遠

“為了適應3C行業(yè)小批量、多品種的特點，機器人需要更加柔性，而機器人柔性的提升需要通過視覺傳感器、力覺傳感器等的應用，為了在3C細分市場做一款更具競爭力的產品，山龍智控才開始研發(fā)集成了機器視覺和力覺的驅控一體產品?！痹隀嘟忉屃松烬堉强匮邪l(fā)新一代驅控一體產品的原因。

機器人柔性化的需求倒閉新一代驅控一體技術的變革，擴展了機器人的應用空間，在3C等柔性化產線中，具有非?？捎^的應用價值。此外，新一代驅控一體技術相比較第一代驅控一體技術，體積更小、性能更優(yōu)、降本增效作用更為突出，對于終端企業(yè)的推廣意義重大。

然而，新一代驅控一體技術在實現更高集成和性能的同時也帶來了一些新的問題：兼容性、散熱以及產品穩(wěn)定性。因為設備越多，也就意味著影響性能的不可控因素越多。

另外，這對研發(fā)團隊也提出了更高的要求，除了懂伺服技術和控制技術之外，還需要了解機器視覺等各種傳感器技術，其實，僅僅是組建一個伺服和控制團隊并保持團隊人員的穩(wěn)定就是一件非常不容易的事情。

更為嚴峻的是，目前市場上還有一些打著“驅控一體” 旗號的偽“驅控一體”產品。事實上，從驅控一體產品出來之后，關于“真假驅控一體”的爭辯一直存在。

曾雨權表示，真正的驅控一體都是共直流母線的，六個伺服電機共用一個電源，其中每個軸的功率都可調，而假的驅控一體是通過總線將驅動和控制連接起來，沒有做一體化設計，還是單個伺服的串聯，理論上還是總線的驅動控制器；配天機器人總經理索利洋指出，做真正驅控一體的企業(yè)的研發(fā)成本會高很多，因此在產品上還需要更加精專。