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工业机器人三大核心部件之一:控制器市场现状

宁洋 2019-10-18 2132 0

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工业机器人控制器负责控制机器人的运动位置、轨迹和姿态,计算并将信号传送至伺服电机实现插补运算和运动控制,是工业机器人的大脑,对机器人的性能起着决定性的影响。本文从工业机器人控制器的市场规模、竞争格局及技术难点出发,分析了国内控制器市场的发展趋势。

摘要:工业机器人控制器负责控制机器人的运动位置、轨迹和姿态,计算并将信号传送至伺服电机实现插补运算和运动控制,是工业机器人的大脑,对机器人的性能起着决定性的影响。本文从工业机器人控制器的市场规模、竞争格局及技术难点出发,分析了国内控制器市场的发展趋势。

控制器是工业机器人的大脑,占工业机器人总体成本的12%,在三大核心部件中相比较低,目前国内控制器硬件技术已经成熟,核心竞争力主要集中在软件中,国产控制器研发历史较短,不论在核心算法还是工业积累的工艺包上,与国外产品均存在差距,但技术要求相对较低的国产产品,凭借性价比优势,已占据了中低端领域市场的主体。

控制器销量与机器人本体一致,以中低端市场为突破口

2018年国内工业机器人控制器整体市场销量为15.14万套,与工业机器人销量大体呈1:1的市场表现,控制器市场规模约12.39亿元。

  

图1 2012-2018年国内控制器销量及增速

  (资料来源:中国产业信息网)

由于国内控制器所采用的的开发平台尚不成熟、研发历史短,造成国内机器人控制器软件与国外相比,在精度和稳定性上有所不足,因此,国产产品主要应用于对机器人精度要求不高的中低端市场。

市场集中在国外企业手中,国产份额低于本体占比水平

2018年,四大家族在中国控制器市场的占比与其在本体市场的占比基本保持一致,约为53%;国内部分企业控制器仍需外购,国内自主品牌本体市场市占率达32.8%,而在控制器市场仅占21.8%,国内企业控制器尚未形成市场竞争力,但在发展过程中仍然涌现出一批具有代表性的企业,比如汇川技术、埃斯顿、新时达、固高科技、新松、华中数控等企业较有优势。

  

图2 国内工业机器人控制器市场占有率

  (资料来源:国金证券)

国产控制器市场份额逐渐增加,主要集中在中低附加值市场。随着国产控制器在技术方面的不断突破,在国内的市场份额也不断增加,2012年至2018年,国产产量由0.04万套增长至3.3万套,占国内市场总销量比例由15.13%提升至21.80%,虽然主要产品依然集中在中低附加值市场,但取得成就依然不可小觑。

  

图3 2012~2018年国产工业机器人控制器销量及占比

  (资料来源:中国产业信息网)

开放性和标准化是国产控制器发展的突破口

现有的机器人控制器结构封闭,开放性差、软件独立性差、容错性差、扩展性差、缺乏网络功能的缺点,已不能适应现代智能化和柔性化要求,控制器未来趋势在于开放性和标准化。

(1)开放式模块化可在同种控制器上定制细分领域需要的软件,性价比高。随着工业机器人控制技术的发展,开发具有开放式结构的模块化控制器,由通用语言模块化编制形成的专用工业语言,各个层次对用户开放是当前工业机器人控制器的一个发展方向。其可使控制系统中的各模块相互独立,可让用户在较大范围内根据要求配置系统,如机器人轴数、I/O点数等,具有更大的灵活性;便于用户进行二次开发,下游生产商或用户可在开放式环境下用不同的编程语言开发人机界面和某些特殊机器人的专属控制功能;对第三方应用软件、各种操作平台兼容性强;根据不同的需求定制不同的软件,相对价格较低,性价比极高。

(2)标准化有利于特定领域控制器规模化生产,扩大市场容量。目前国内企业在汽车、3C等已高度标准化的市场份额不高,主要市场集中在中低附加值领域定制的“非标准”件上,由于产品均为私人定制,导致订单的规模相对较小,在“非标准”件定制产品的基础上,逐渐实现标准化可扩大市场容量,也能加速国内的产业升级,因此也是政策一直引导的方向之一。

小结

工业机器人控制器负责控制机器人的运动位置、轨迹和姿态,是工业机器人的大脑。控制器销量与机器人本体一致,以中低端市场为突破口;市场集中在国外企业手中,国产份额低于本体占比水平;未来国产控制器产业发展的突破口是开放向和标准化。


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