目前絕大多數(shù)的工業(yè)機器人 仍然是以使用獨立的專用控制器為主

工業(yè)機器人與通用機電設(shè)備的控制集成整合到一個自動化系統(tǒng)之中，對于制造企業(yè)來說會有很多顯而易見的價值和益處；但與此同時，我們也發(fā)現(xiàn)，盡管市面上已經(jīng)有了不少集成機器人控制的自動化系統(tǒng)方案，但目前絕大多數(shù)的工業(yè)機器人，卻仍然是以使用獨立的專用控制器為主的。

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首先，關(guān)于工業(yè)機器人普遍使用專用驅(qū)控系統(tǒng)的這種現(xiàn)狀，個人覺得還是與工業(yè)機器人、自動控制技術(shù)長期相對獨立、并行發(fā)展的歷史背景有很大關(guān)系的。

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我們知道，工業(yè)機器人與自動化控制這兩種重要的現(xiàn)代制造技術(shù)，幾乎是在同一個歷史時期起步的。嚴格意義上說，機器人技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用甚至要比 PLC、DCS 和變頻驅(qū)動技術(shù)還要早，其發(fā)展很大程度上是源于某些行業(yè)特定的應(yīng)用需求，目的是為了實現(xiàn)一些人工難以完成的操作，如：焊接、半導(dǎo)體加工、物料搬運。..等。

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而以 PLC、DCS 為帶代表的通用自動化控制系統(tǒng)，則是從處理設(shè)備系統(tǒng)的邏輯連鎖和模擬信號開始的，然后經(jīng)過很長一段時間的迭代發(fā)展，才逐漸相互融合，引入了軟件、總線、人機界面、傳動、運控、安全。..等各種跨領(lǐng)域技術(shù)。

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這就使得傳統(tǒng)的工業(yè)機器人與通用自動化控制系統(tǒng)，二者在具體的應(yīng)用場景上表現(xiàn)出極大的差異，例如：

■機器人控制的核心是空間坐標系內(nèi)運動軌跡的運算與規(guī)劃，通用自動化注重的則是設(shè)備（或產(chǎn)線）系統(tǒng)的流程和邏輯控制；

■多軸同步運動是機器人控制的基礎(chǔ)，而這個對于通用自動化技術(shù)來說，卻是在本世紀初集成運動控制技術(shù)出現(xiàn)后才有的概念；

■機器人控制屬于小范圍單機精細操作，而通用自動化控制所面對的卻往往是一些比較復(fù)雜的大中型機電系統(tǒng)；

■。..

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可以說，過去這幾十年，通用自動化產(chǎn)品的發(fā)展，尤其是在驅(qū)動與控制方面，一直都沒能滿足同時代機器人技術(shù)的應(yīng)用需求。機器人產(chǎn)品的研發(fā)與迭代，從早期的液壓傳動和機電控制，到后來采用電機驅(qū)動和計算機控制，總是更傾向于選擇將可用的機電技術(shù)直接整合到其中，成套打包交付給用戶，而不是使用通用自動化領(lǐng)域的控制與驅(qū)動產(chǎn)品。

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比如我們現(xiàn)在打開一臺工業(yè)機器人的控制箱，看到的往往是專用的控制和驅(qū)動板卡，卻很少會有通用的自動化控制器和伺服驅(qū)動模塊；同時，板卡之間實時運控數(shù)據(jù)的通訊也經(jīng)常是通過專用的背板總線完成的，而不太會使用我們所熟知的工業(yè)運控總線；此外，機器人產(chǎn)品還有著與通用自動化完全不同的軟件操作系統(tǒng)。

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所以，我們就不難想象，從技術(shù)角度看，要將傳統(tǒng)的工業(yè)機器人控制，按照集成運動控制的方式，整合到通用的自動化系統(tǒng)之中，難度將會有多大。

一方面，原本獨立封裝在機器人側(cè)機箱內(nèi)的驅(qū)動單元，將被市面上標準的伺服驅(qū)動器所替代，并整合到自動化設(shè)備的傳動系統(tǒng)之中；另一方面，傳統(tǒng)的工業(yè)機器人控制單元將在硬件層面徹底消失，以功能模塊的形式嵌入到自動化控制的軟件程序中去。最終，在機器人端不會再有專門的控制機箱，其機械本體（主要是電機與反饋）將直接接入產(chǎn)線 / 設(shè)備的驅(qū)動控制系統(tǒng)。

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在這個過程中，硬件層面的整合主要是在做減法，應(yīng)該并不會太復(fù)雜；而真正有難度的，其實是軟件系統(tǒng)的集成。原因在于，通用自動化系統(tǒng)要能夠整合并接管機器人的控制任務(wù)，一個重要前提，就是在其現(xiàn)有操作系統(tǒng)中融入機器人應(yīng)用的開發(fā)環(huán)境，其中不僅應(yīng)具備坐標系變換、模型參數(shù)配置、動態(tài)負載控制、路徑軌跡規(guī)劃。..等一些列基礎(chǔ)級別的應(yīng)用功能，還需要能提供一些專屬應(yīng)用場景的操作選項，如：抓取、焊接、噴涂。..等等；而這些在傳統(tǒng)工業(yè)機器人領(lǐng)域，都是經(jīng)過長期歷史沉淀才得以形成的解決方案，并非一朝一夕就能被輕松移植到一個全新系統(tǒng)中去的；更重要的是，如果沒有機器人廠商的配合，大部分傳統(tǒng)自動化品牌幾乎是沒有能力獨自開發(fā)出成熟可用的機器人應(yīng)用系統(tǒng)的。

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這看似是一個技術(shù)問題，實則表現(xiàn)為在業(yè)務(wù)模式上面臨的挑戰(zhàn)。試想一下，要將機器人功能按照上述方式集成到自動化系統(tǒng)中，對于任何廠商來說，其所需投入的研發(fā)與測試成本和將要承擔的商業(yè)風險，都應(yīng)該是相當之高的；再考慮到傳統(tǒng)工業(yè)機器人現(xiàn)有的技術(shù)成熟度和市場體量，又有多少用戶愿意為了這個未經(jīng)充分驗證的一體化方案買單呢？將機器人的驅(qū)動控制整個融入到自動化系統(tǒng)中，就一定會帶來性價比和應(yīng)用體驗的提升嗎？類似的質(zhì)疑其實早年在集成運動控制技術(shù)剛出現(xiàn)時就曾出現(xiàn)過的，其結(jié)論自然是因行業(yè)應(yīng)用背景與技術(shù)發(fā)展階段的不同而有所差異的。

PicSource：KEBA.com

話說回來，這里面其實是有一個基本問題是必須要考慮的，那就是需求。盡管將機器人應(yīng)用于設(shè)備產(chǎn)線這個總的趨勢是沒錯的，但落實到具體的應(yīng)用環(huán)境，它們應(yīng)該如何被整合到一起，卻肯定是需要因地制宜的評估和考量的。是深度融合，還是簡單嫁接；設(shè)備體量如何，機器人數(shù)量多少；是相對獨立運轉(zhuǎn)，還是相互同步聯(lián)動。..等等這些，都是有待通過實測逐步論證的。而隨著工業(yè)總線技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備間互操作能力的提升，集成機器人控制的工業(yè)自動化系統(tǒng)，對于用戶來說，將很可能僅僅是設(shè)備方案中一種有益的選項，卻未必是必須的。

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因此，若要研判這項技術(shù)（自動化系統(tǒng)集成機器人控制）的發(fā)展前景，主流機器人品牌與自動化廠商在具體產(chǎn)品層面的合作固然十分重要，例如：我們可以留意下 ABB 是否會把 B&R 之前和 COMAU 合作過的 openROBOTICS 升個級，用到自家的機器人上，攢出個什么新玩意兒出來；但與此同時，各行業(yè)細分領(lǐng)域那些專業(yè)級玩家的布局動作，尤其是設(shè)備制造商和企業(yè)用戶的選擇，也是非常真正值得關(guān)注的。