“機器人的整機設計好比‘造車’,那么控制系統就是‘駕駛員’。相對應地,本體設計相當于車子的底盤設計,機器人的電機和減速器就如同車子的發動機,車子(機器人)跑得好壞,在于駕駛員(控制)。因而,‘車子’和‘駕駛員’共同決定了座駕體驗。”珞石機器人聯合創始人韓峰濤對于機器人的整機設計和控制系統有著他自身獨到的理解。

他舉例,假如面前有兩臺機器人,配置分別如下:

1、進口ABB的機器人控制器+國產伺服系統+國產減速器+國產機械本體;

2、國產機器人控制器+進口伺服系統+進口減速器+進口機械本體。

那么,哪一臺機器人的性能會更強,功能會更多?

韓峰濤判斷,沒有人會認為第二種配備國產控制器的機器人能PK過第一種使用ABB機器人控制器的機器人,即使性能好的方案除控制器外幾乎全部使用了國產零部件。

珞石起家于“控制器”,雖然在成立三個月后,珞石就從做控制器轉向做整機。珞石判斷,想要在激烈的市場競爭中異軍突起,就必須擁有自己的核心技術,同時還要比競品做得更好。而控制器就是機器人的“核心”,對于珞石來說,讓機器人的控制系統逼近極致,從來不是一個可選項,而是想要生存下來的必選項。

從沉淀多年的Titanite控制系統,到xCore新一代控制系統,珞石瞄準行業大勢,不斷進化,為三五年后國內外機器人企業“正面剛”的關鍵時期“備足糧草”。

本文,韓峰濤將首次向業界詳細剖析其被定位為“刷新目前國產控制系統天花板”的xCore新一代控制系統。

面向下一個十年的“xCore”

下一個十年,機器人需要的是什么樣的控制系統?

韓峰濤給出的答案是,更開放、更兼容、更全面的底層的操作平臺和控制系統。xCore正是為此而生。

性能全面升級的新一代自主知識產權xCore控制系統于2019年正式立項,在“快速、精準、柔順、協同、智能”等性能需求上實現了全面升級。具體來看:

在軟件操作方面,xCore全新升級了功能邏輯,功能分類更直觀,擁有圖形化操作界面,機器人從拆箱到運行只需30分鐘;xCore還升級了編程界面,以工程對象組織程序,支持圖形化編程、筆記本和示教器編程等,xMate還支持拖動示教;該系統還可以與xVision視覺軟件無縫融合。

在控制系統方面,xCore升級了軟件架構,運行更穩定更高效;xCore還升級了運動控制,轉彎區處理更平滑,解決了小段軌跡卡頓問題,同時規劃效率更高,插補周期更短,同樣算力情況下規劃步長更短,運行更平順。

此外,xCore符合ISO15066國際安全認證標準,SafeMotion功能包更完善,支持碰撞檢測、安全區域、協作模式、力與功率監控等功能。xCore不僅讓工業機器人SoftMotion力控工藝包更穩定,還全面支持xMate力控工藝包。

xCore全新升級的外部接口,支持Modbus、CClink、Profinet、Ethernet/IP、RS232等通信模塊;xCore還支持RCI-SDK二次開發。

xCore控制系統的模型參數算法也更全面,從2017年的300多個提升到當前的2000多個。搭載xCore控制系統的珞石機器人可同時支持工業和協作兩條產品線。

韓峰濤判斷,xCore推出后將使珞石的機器人產品具備與全球尖端機器人企業同臺競技的技術性能水平。對于珞石自身而言,由于使用同一套軟件系統,其產品開發速度和服務響應速度將獲得提升,維護成本大幅降低,從而提高企業自身的利潤。

值得一提的是,搭載xCore控制系統的新一代柔性協作機器人xMate ER與CR系列、輕型工業機器人XB與NB系列,將在2021上海工博會上正式發布。

其中,新一代柔性協作機器人xMate CR系列將全球首發,其采用工業機器人通用控制系統xCore,統一力位混合控制,具備核心的柔順力控能力,配合完備的安全功能保證、實用的拖動示教功能、流程圖式的圖形化編程,搭載開放性的應用軟件平臺,人人可以操作使用。

韓峰濤判斷,目前搭配新一代控制系統的機器人產品占比約為1/3,其中以柔性協作機器人產品居多。據珞石測算,同一臺機器人本體,采用新一代控制系統要比采用老一代控制系統的速度快30%-50%。

2022年,珞石的機器人產品將全部配置新一代控制器。老一代控制器搭配的機器人,珞石將主動進入維護的階段。

“細分致勝”的底氣

前幾年,珞石機器人在各大展會輪番上演“瞬間開瓶蓋”、“易拉罐穿行”、“紅酒杯穿行”等“快精準”系列炫技,幾度掀起機器人圈技術熱潮。

顯然,珞石機器人并不滿足于此,依托不斷打磨的整機設計和控制系統,近年來不斷在細分場景應用上下功夫。

在難以實現自動化的傳統制造業,珞石機器人分別做出了自動化應用難點的重大技術突破:

在五金刀剪場景,珞石機器人開發了水磨自動上下料、刀具開刃標準化解決方案,并陸續在張小泉、十八子、美瓏美利等刀具行業的頭部企業工廠落地,覆蓋刀具行業top10客戶。韓峰濤笑言,磨了四年刀,去年才真正規模化落地。

珞石機器人還將刀具打磨的經驗推廣至汽車零部件行業,比如做發動機打磨、方向盤打磨、儀表盤打磨,提煉出了針對打磨環節的工藝能力后,再快速復制到不同場景中去。

未來,磨刀適配軟件也會并入xCore中,xVision視覺軟件也會變成xCore的組件之一,客戶可以根據自身需求來選配。

在縫制場景,作為全球智能縫制機器人領跑品牌,珞石率先攻克柔性物料(布料、皮革、海綿)控制和機器人&縫紉設備速度協同控制的自動化難題,自主研發的沙發套智能包縫機器人,可實現不同面料沙發套裁片自動上下料、視覺智能規劃路徑,高效賦能家具、家紡行業智能制造。

大勢與新勢

至今,工業機器人行業經過幾十年的發展,硬件進步速度已經大為減緩,主流廠家的硬件配置基本相同,國產廠家也可以購買到與進口品牌相差不多的零配件,這時機器人的控制系統就成為了決定機器人性能和功能的主要因素。

曾在2017年,韓峰濤就發布了一篇題為《為什么說機器人的控制系統至關重要?》的文章,他寫道:

“既然控制系統如此重要,而且到目前為止國內沒有開發出可與市面主流機器人品牌原生系統性能接近的控制器產品,那為什么會有‘控制系統門檻最低’的結論?原因主要有三個:

國內缺乏對機器人控制和整機產品研發有深入認識的團隊和公司;國內機器人產品還普遍面向中低端市場,客戶對國產機器人的性能幾乎沒有要求;人們對于無法看到和無法直接對比的參數缺乏直觀、準確的認識。

韓峰濤判斷,若干年后的機器人市場贏家,必然是那些具備掌握核心算法和完善功能的控制系統軟件以及優秀的整機產品設計能力的企業。硬件決定性能邊界,軟件發揮硬件性能并定義機器人的行為。任何一家想真正造機器人的廠家都不會放棄定義自家機器人行為的機會。

事實上,國產機器人發展了這么多年,2017年被眾多行業大佬稱之為“中國工業機器人產業爆發的元年”,但直至2019年,眾多機器人本體頭部企業的出貨量依然在千臺級別。

后疫情時代,中國制造業分化式恢復,更多的智能制造需求被催化釋放,直接推動機器人需求增長。GGII數據顯示,2021H1中國工業機器人銷量11.5萬臺,同比增長超60%。

再從應用領域來看,以往,國產機器人企業更多選擇在國外機器人巨頭并未涉足的領域尋求細分場景突破,如埃斯頓選擇“折彎”,埃夫特選擇“噴釉”。近一兩年,國產機器人企業開始與國外機器人巨頭迎來“正面交鋒”,如埃夫特在光伏領域,珞石在PCB和醫療領域。

客戶之所以會為“國產”買單,一方面是現有國產機器人做到了足夠穩定性和高性能;另一方面是國產機器人性價比高,定價幾乎是海外品牌的60%-70%。

韓峰濤判斷,國產機器人產業已經來到了發展的關鍵節點,2025年國內外機器人企業將迎來“正面剛”。

而這背后的邏輯是,要提升產品力,還有很長的路要走,但留給國產機器人企業的時間并不多了。“國產機器人能否跑出來,就看未來的三五年。如果能,國產機器人產業就能夠獲得新一輪的發展;如果不能,也許就會走上‘國產機床’的老路。”

2017年,韓峰濤設立了四個目標:

1、機器人產品落地細分場景;

2、開發機器人力控系統;

3、研發帶關節力矩傳感器的協作機器人;

4、提升機器人性能。

如今回過頭看,當年吹過的“牛逼”,顯然正被珞石一一兌現。

生命科學家王立銘說:“進化論,是地球上唯一可靠的成功學。”而對于珞石和韓峰濤個人來說,控制系統的研發和整機設計就處于慢賽道上,把這項事業做成的方法唯有:難的東西,長期堅持。