
就在漢諾威展會前,西門子宣布了與UR和節(jié)卡機器人的合作:西門子PLC將能夠通過標準機器人控制指令(Standard Robot Command Interface, SRCI),通過TIA博途控制UR和節(jié)卡的協(xié)作機器人。
此前西門子PLC已支持通過SRCI控制柯馬、史陶比爾、川崎和安川機器人,如今UR和節(jié)卡也分別成為支持該功能的第五和第六家機器人品牌。接下來,ABB,KUKA,發(fā)那科,愛普生,達明等機器人將陸續(xù)支持與西門子PLC集成,此外國產(chǎn)廠商埃斯頓,遨博,越疆機器人也在待定中。
這將意味著,市面上工業(yè)機器人和協(xié)作機器人的主流品牌都將進入SRCI“朋友圈”,陸續(xù)支持與自動化系統(tǒng)的集成控制。其實集成機器人控制早已有自動化品牌試水,近兩年隨著機器人應用的爆發(fā),對集成控制的需求才逐步顯現(xiàn),而像西門子這樣的行業(yè)龍頭高調(diào)推進,更將明顯加速這一趨勢。我們認為,未來幾年集成機器人控制的自動化設備市場將進入快速增長階段。

西門子SRCI集成機器人控制系統(tǒng)的合作品牌(來源:西門子官網(wǎng))
什么是集成機器人控制?
目前,工業(yè)或協(xié)作機器人與設備的集成通常采用通訊連接,機器人和機械設備分別由專用控制器和PLC控制,由通訊協(xié)議將兩個控制器連接,實現(xiàn)配合作業(yè)。這種場景下,機器人與設備的控制相互獨立,使用不同的軟件系統(tǒng);機器人本體配有專用控制器,如果集成商或設備商二次開發(fā),需要掌握機器人編程。由于各機器人品牌的控制系統(tǒng)、編程語言往往不同,集成不同品牌機器人需要的工作量大、難度高。
因此,集成機器人控制應運而生,主要是為了統(tǒng)一機械設備和機器人的控制。主要有兩種方式,一種是保留機器人專用控制器硬件,以西門子為代表,其支持SRCI功能的PLC可以通過協(xié)議將機器人的控制指令解析、合并入TIA博途,使工程師能在西門子開發(fā)環(huán)境中控制上述合作品牌的機器人,而無需掌握專門的機器人編程語言。
另一種集成方式是取消機器人控制器硬件,直接采用帶有運動控制功能的自動化控制器,將機器人的各個軸視同于機械設備的部件,由通用控制器統(tǒng)一控制。這一路線的代表性產(chǎn)品包括羅克韋爾的Unified Robot Control方案,貝加萊的Machine-Centric Robotics, 施耐德的PacDrive,歐姆龍的NJ501-R系列等。這類機器人的本體部分除了來自機器人廠商,還有很多設備廠家或集成商自建的案例。
集成機器人控制市場發(fā)展正當其時
相比通訊連接方式,設備與機器人集成控制有諸多優(yōu)點。例如,取消專用的機器人控制器,節(jié)省控制柜空間;集成控制更容易實現(xiàn)設備與機器人的運動高度同步、達到更快節(jié)拍;多臺機器人集成時,通用控制器“一帶多”,有性能和成本優(yōu)勢;非標情境下集成商自制機器人,使用通用控制器開發(fā)特殊構(gòu)型&helpp;&helpp;等等。
不過,集成機器人控制其實并不是新概念,自動化和機器人品牌在這方面的合作能追溯到2015年,但反響不溫不火,直到近兩年隨著多家廠商的新動作,這一概念才逐步流行起來。除了其本身的性能優(yōu)點,我們認為集成機器人控制的發(fā)展與當前市場環(huán)境密不可分,主要有兩個關(guān)鍵因素:
一是機器人的普及和規(guī)模化生產(chǎn),使機器人成本下降,自動化設備中對機器人的應用也愈加普遍。單臺設備中使用的機器人平均臺數(shù)增加,對機器人和設備的同步性、速度和精度等要求提高,依靠通訊連接的控制系統(tǒng)有時難以滿足性能要求,催生了對統(tǒng)一控制系統(tǒng)的需求。
二是機器人系統(tǒng)使用門檻高,在當前發(fā)達經(jīng)濟體普遍面臨勞動力短缺、尤其是專業(yè)工程師極度缺乏的背景下,整合通用自動化和機器人控制系統(tǒng),可以大大降低自動化使用門檻和人工成本。對集成商和設備商來說,這不僅關(guān)系到前期開發(fā),在后期設備維修和服務環(huán)節(jié)中也至關(guān)重要。
需求爆發(fā)前夜,廠商競逐藍海
隨著機器人的普及和專業(yè)勞動力的持續(xù)短缺,從歐美市場開始,市場對集成機器人控制的接受程度明顯加速。不同身份的市場參與者紛紛進入這片藍海,發(fā)掘這項技術(shù)可以帶來的收益。
自動化廠家從中的收益最直接,不僅可以分享機器人控制器的蛋糕,還能通過配套機器人,為其伺服驅(qū)動器甚至電機業(yè)務增收;
設備OEM也積極采用集成機器人控制,主要是看重相應的設備性能提升,以及可以通過自建機器人本體節(jié)省成本、供應鏈可控,為用戶提供更完整的維保服務;
對機器人廠家來說,接入集成方案需要開放控制系統(tǒng),但由此可以降低用戶使用門檻,增加其品牌競爭力;
對終端用戶而言,集成機器人的控制系統(tǒng)操作更便捷,在多機器人場景下具有性能優(yōu)勢,因此也樂于選用集成方案。
因此,自ABB與貝加萊推出集成機器人控制以來,不僅多個一線自動化品牌力推集成控制器,機器人品牌也積極參與合作,還出現(xiàn)了專門提供機器人本體的廠商,在歐美市場頗受歡迎。設備商中,以包裝機和非標自動化公司為代表的OEM持續(xù)推出集成機器人控制的機型,甚至將自制機器人構(gòu)型標準化,成為可選的固定型號。
至于兩種集成方式(保留或取消機器人專用控制器),其適合的市場不同,各有優(yōu)勢。比如,SRCI模式由于保留機器人控制器,可以更好地控制復雜機器人構(gòu)型,例如六軸機器人。雖然目前市面上只有西門子的PLC支持SRCI,但其實這項功能是由Profinet開發(fā)和維護的一種開放標準,未來其他廠家也可能往這一方向發(fā)展,尤其是在通用PLC產(chǎn)品領域有優(yōu)勢的自動化廠家。相反,取消機器人控制器的集成方法,由于依賴通用控制器的運控性能,更適合簡單重復的機器人動作,例如并聯(lián)機器人的拾放操作,目前已有多個廠家提供這類解決方案。
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