中外机器人的最大差距，竟然在控制器

此前的文章中，我们讲到了核心零部件中伺服电机的现状问题，《国产伺服电机，弱在哪里？》，我们注意到，机器人的控制系统，受重视程度似乎比其他两方面低了许多，今天我们就机器人控制器的问题专门展开陈述，看机器人控制器如何影响行业发展，我国的控制器市场又该如何破局。

作为工业机器人最为核心的零部件之一，控制器对机器人有着重要影响，但在我国的工业机器人，尤其是高端机器人中，还在大量依靠进口。伺服电机和减速机已有不少企业专门进行研发生产，大家普遍认为控制器是应该最容易取得突破的一环，然而，并无突破。有许多观点一致认为：在工业机器人行业中，国内与国外差距最大的方面应该是控制器。

数据显示，在工业机器人的总成本中，三大关键部件约占机器人总成本的80%左右。其中，减速机约占33%～38%，驱动及伺服电机约20%～25%，控制器约占10%～15%。可以说，控制机器人成本最重要的就是控制核心零部件成本。

控制器，相当于工业机器人的大脑，对机器人的性能起着几乎是决定性的影响，它控制机器人在工作空间中的运动，包括位置、姿态和轨迹，还能操控操作顺序及动作时间。不同类型的机器人，控制器以及控制系统有较大差别。例如直角坐标机器人，运动控制多采用运动控制卡+工控机，比较简单，而复杂的多关节机器人和SCARA机器人，多采用嵌入式控制器，运动控制就复杂得多。

换言之，机器人关节数越多，自由度越高，位移精准度也越出色，而一般情况下，每台多轴机器人由一套控制系统来控制，这也就意味着对控制器性能的要求越高。

我国的控制器和国外有差距，想要尽早消弭这种差距，就要知道到底是哪里有差距。

一方面是不同机器人的控制器差距不同。就起步时间来说，我国的工业机器人时间晚了许多，在整个控制系统上缺乏丰富的经验，短时间内还会存在一定差距。但是，新兴的协作机器人、SCARA机器人尤其是近期“大行其道”的物流机器人市场，国产、自研的控制器正逐步实现换道超车，大量占据国内市场。但是，在多轴机器人，尤其是高速度的工业机器人应用场景中，国产控制器仍处于劣势。

另一方面是软硬件差别不同，其实在工业机器人控制系统上，国内外在硬件部分差别不大，甚至基本无异，差别主要在软件部分，尤其在核心算法上，国外企业凭借时间积累和技术沉淀的优势，在反应速度、兼容性等方面更加优化。

举例来说，国产的小负载焊接机器人，一般重复定位精度可达到0.05mm，但是许多海外品牌达到0.02mm较为普遍，当然0.05足以满足生产需要，但是整个水平对比之下确实稍显不足。在最高轴速上对比，这种差距似乎更明显。以四大家族为代表的机器人在最高轴速上均能达到700°/s，但国内为数不多的龙头机器人公司才能做到。

当然，控制器并不是造成这种差距的唯一，但非常明显的是，我国在控制器的追逐战中，确实不占上风。

市场从来都是“优胜劣汰，适者生存”的，未来能够在机器人行业中站稳站高的，一定不是靠买零件组装的公司，而是拥有成熟的产线，能够配套软硬件，拥有自主可控的能力的公司。

如今的芯片，其实就是个很好的例子。控制器，包括所有零部件在内，一旦与国外拉开太大差距或者依赖进口，哪天环境一变，整个行业就会非常被动。现在国内的芯片行业，鱼龙混杂，真心实意有能力的不够多，捞钱圈地的还不少，谁也不希望未来某天，机器人零部件行业也经历这一遭，被倒逼着自研。

要改变国产控制器的现状，几个方面都要发力。

机器人首先是软件驱动的机电系统，从整个行业看，主流的机器人公司，都拥有自己的控制系统，单一做控制器很难立足，也不利于企业发展，因而机器人本体厂家自身就应该打造控制器的硬实力，未来几年，中国工业机器人市场将进一步扩张，伴随而来的对控制器的需求也必将日渐增长，因此，国内企业大可借鉴四大家的发展之道，实现控制器的自研自造，自产自销，把自己的控制器和机器人本体匹配，做成整体的生意。

其次，硬件决定性能边界，而软件发挥硬件性能并定义机器人的行为。相信每一家真的有情怀打造好机器人的公司，都希望能够将自己的机器人定义为独一无二，尤其是在硬件差别不大的情况下，软件就成了主导。但是，我国缺乏平台基础，控制系统不够开放，性差、独立性、扩展性都不足以适应智能化和柔性化要求，但好在我国的计算机发展迅猛，进步飞快，得益于行业待遇和大环境，越来越多人选择投身软件，机器人控制软件也会有更多人才涌入。

总之，工业机器人的产业化还有很长的路，我们深知不足，便可去弥补不足，这个行业越来越热闹，热闹背后需要有人苦心孤诣，才能有所突破，国产机器人才可争得一席之地，进而有更广阔天地。