深圳市華成工業(yè)控制有限公司——目前中國(guó)機(jī)械手控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)廠商之一，在生產(chǎn)規(guī)模和研發(fā)實(shí)力上都是國(guó)內(nèi)同行中的佼佼者，擁有機(jī)械臂單軸到多軸機(jī)械控制結(jié)構(gòu)的多項(xiàng)技術(shù)專利，該公司技術(shù)中心主任石建軍從當(dāng)前機(jī)械手控制行業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)入手，為我們?cè)敿?xì)介紹了應(yīng)用市場(chǎng)的最新需求變化，以及華成工控采用松下RTEX總線技術(shù)的開(kāi)發(fā)心得體會(huì)。

工控領(lǐng)域的總線時(shí)代已經(jīng)到來(lái)

華成工控目前的業(yè)務(wù)范圍主要包括：注塑機(jī)機(jī)械手控制系統(tǒng)；沖床機(jī)械手控制系統(tǒng)；數(shù)控車床機(jī)械手控制系統(tǒng)等等，近三年來(lái)，公司財(cái)務(wù)成長(zhǎng)性良好，銷售收入和總資產(chǎn)均保持著迅猛增長(zhǎng)的勢(shì)頭。隨著公司核心競(jìng)爭(zhēng)力的明顯提升，預(yù)計(jì)未來(lái)華成工控的年?duì)I業(yè)收入平均增長(zhǎng)率將持續(xù)保持在50%以上，其中，總線系列產(chǎn)品是公司業(yè)務(wù)上一個(gè)重要的增長(zhǎng)點(diǎn)。

“采用總線技術(shù)，對(duì)于現(xiàn)階段的設(shè)備制造商這類終端用戶來(lái)說(shuō)，最明顯的優(yōu)勢(shì)在于可以極大地減輕安裝布線的強(qiáng)度，從運(yùn)營(yíng)成本、生產(chǎn)效率和制造品質(zhì)等方面全面打造企業(yè)高端的品牌形象?！笔ㄜ娬f(shuō)道。

他進(jìn)一步介紹道：“在我們接觸到的客戶中，他們最為在意的就是系統(tǒng)的維護(hù)成本。以前用脈沖控制方式的時(shí)候，系統(tǒng)的布線繁瑣，且在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)要付出大量布線連接點(diǎn)焊接所需的人力、物力和工時(shí)；而采用總線技術(shù)之后，只需要一根標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線，就可以代替原先的布線安裝工作，節(jié)省了現(xiàn)場(chǎng)布線連接焊接的人力、物力和工時(shí)，同時(shí)也保障了工程品質(zhì)，令系統(tǒng)后期的維護(hù)成本大幅降低；因此，盡管相對(duì)于傳統(tǒng)方案，目前總線方案的價(jià)格仍略高，但由于能夠有效地控制系統(tǒng)的綜合投入成本，這也使得越來(lái)越多的制造業(yè)廠商開(kāi)始接受總線技術(shù)方案?！?/p>

尤其針對(duì)機(jī)械手控制系統(tǒng)的應(yīng)用而言，隨著現(xiàn)階段國(guó)家政策對(duì)機(jī)器人行業(yè)的大力推動(dòng)，基于以太網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)的技術(shù)方案受到更多開(kāi)發(fā)廠商和終端用戶的青睞。石建軍說(shuō)道：“機(jī)械手行業(yè)應(yīng)用正朝著高速、高精度方向迅速邁進(jìn)，這主要是由于目前市場(chǎng)對(duì)關(guān)節(jié)式機(jī)器人（手）的需求量上升，關(guān)節(jié)式系統(tǒng)要協(xié)調(diào)工作，就需要具備較好的同步性，要求控制系統(tǒng)支持高速、高精運(yùn)動(dòng)以及運(yùn)用高速網(wǎng)線，即在百微秒級(jí)的同步控制周期內(nèi)，指令能夠被發(fā)送到系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)軸上，且保證每個(gè)軸都有一致的、精確的實(shí)時(shí)性和同步性，這樣的要求對(duì)于以往的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)來(lái)說(shuō)確實(shí)有一定的難度，而基于以太網(wǎng)架構(gòu)的技術(shù)方案則能夠很好地滿足這類對(duì)同步性要求嚴(yán)苛的應(yīng)用場(chǎng)合。”

此外，橫梁式機(jī)械手也是現(xiàn)今市場(chǎng)的一個(gè)開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)，這類機(jī)械手一般是在三個(gè)方向上作運(yùn)動(dòng)，當(dāng)系統(tǒng)移動(dòng)到某一點(diǎn)上時(shí)，需要三個(gè)方向都同步走到這一點(diǎn)上，對(duì)于位置和姿勢(shì)都有要求，需要系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程實(shí)施嚴(yán)格的同步控制，而這也是基于以太網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)方案的擅長(zhǎng)之處。伴隨著這些實(shí)際應(yīng)用需求的興起，機(jī)械手市場(chǎng)對(duì)于具備高速、高精控制特性的總線技術(shù)的需求日益突顯。

回顧華成工控總線系列產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程，石建軍說(shuō)道：“在確立采用松下RTEX總線技術(shù)之后，我們與松下上海公司及日本總部就技術(shù)原理部分進(jìn)行深入地咨詢和溝通，并得到了快速、及時(shí)的反饋。松下RTEX總線提供的是一整套的芯片解決方案，且?guī)в蠸DK工具庫(kù)，這些幫助廠商降低了開(kāi)發(fā)‘門檻’，大幅提高了設(shè)備的開(kāi)發(fā)效率，縮減了產(chǎn)品上市的時(shí)間周期?！?/p>

同時(shí)，憑借松下豐富的技術(shù)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，廠商無(wú)需額外再找第三方開(kāi)發(fā)商，就能獲得全面、快速、免費(fèi)的開(kāi)發(fā)支援。例如，在松下專門的RTEX網(wǎng)頁(yè)上（https://device.panasonic.cn/ac/c/motor/famotor/ac-servo/rtex），如下圖所示，從RTEX基礎(chǔ)知識(shí)、對(duì)應(yīng)的松下產(chǎn)品、合作伙伴的產(chǎn)品（電機(jī)之外），到RTEX總線技術(shù)開(kāi)發(fā)資料等，一一詳細(xì)涵蓋在內(nèi)，并且從硬件架構(gòu)的選型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及測(cè)試、以及可能遇到的問(wèn)題等方面，為開(kāi)發(fā)廠商提供了詳盡的技術(shù)參考資料，協(xié)助研發(fā)人員解決了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的大量難題，從而保證了較高的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效率。

在總線標(biāo)準(zhǔn)的選擇上，石建軍認(rèn)為，首先還是要從市場(chǎng)的角度來(lái)評(píng)估，目前松下伺服系統(tǒng)的市場(chǎng)占有率較高，因此，用戶對(duì)松下RTEX總線技術(shù)方案的需求也較為明顯。其次，從技術(shù)規(guī)格上來(lái)說(shuō)，松下RTEX總線技術(shù)提供的高速、高精、同步控制等參數(shù)均能完全滿足機(jī)械手行業(yè)的技術(shù)要求。此外，針對(duì)各種具體應(yīng)用中所遇到的使用“痛點(diǎn)”，如半導(dǎo)體、液晶面板生產(chǎn)制造需要實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷生產(chǎn)的場(chǎng)景，但往往由于通信干擾而極易引發(fā)設(shè)備停機(jī)事故，而RTEX總線在抗噪性能上有著極佳表現(xiàn)，其高抗噪性能符合這類應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)總線的基本要求。

目前在華成工控開(kāi)發(fā)的總線產(chǎn)品中，采用松下RTEX總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是其中一個(gè)重要的產(chǎn)品系列，包括：注塑機(jī)械手RC系列S1- 6軸控制方案、沖壓機(jī)械手（與沖床配合）RC C2、C4、C5控制方案；以及正在研發(fā)中的RC R4 SCARA機(jī)器人控制方案和RC R6六關(guān)節(jié)機(jī)器人控制方案等，以此逐步完善華成工控的總線產(chǎn)品系列。