深圳市華成工業(yè)控制有限公司——目前中國機械手控制系統(tǒng)開發(fā)領域的領導廠商之一，在生產(chǎn)規(guī)模和研發(fā)實力上都是國內(nèi)同行中的佼佼者，擁有機械臂單軸到多軸機械控制結(jié)構(gòu)的多項技術專利，該公司技術中心主任石建軍從當前機械手控制行業(yè)的技術發(fā)展趨勢入手，為我們詳細介紹了應用市場的最新需求變化，以及華成工控采用松下RTEX總線技術的開發(fā)心得體會。

工控領域的總線時代已經(jīng)到來

華成工控目前的業(yè)務范圍主要包括：注塑機機械手控制系統(tǒng)；沖床機械手控制系統(tǒng)；數(shù)控車床機械手控制系統(tǒng)等等，近三年來，公司財務成長性良好，銷售收入和總資產(chǎn)均保持著迅猛增長的勢頭。隨著公司核心競爭力的明顯提升，預計未來華成工控的年營業(yè)收入平均增長率將持續(xù)保持在50%以上，其中，總線系列產(chǎn)品是公司業(yè)務上一個重要的增長點。

“采用總線技術，對于現(xiàn)階段的設備制造商這類終端用戶來說，最明顯的優(yōu)勢在于可以極大地減輕安裝布線的強度，從運營成本、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。”石建軍說道。

他進一步介紹道：“在我們接觸到的客戶中，他們最為在意的就是系統(tǒng)的維護成本。以前用脈沖控制方式的時候，系統(tǒng)的布線繁瑣，且在設備現(xiàn)場要付出大量布線連接點焊接所需的人力、物力和工時；而采用總線技術之后，只需要一根標準網(wǎng)線，就可以代替原先的布線安裝工作，節(jié)省了現(xiàn)場布線連接焊接的人力、物力和工時，同時也保障了工程品質(zhì)，令系統(tǒng)后期的維護成本大幅降低；因此，盡管相對于傳統(tǒng)方案，目前總線方案的價格仍略高，但由于能夠有效地控制系統(tǒng)的綜合投入成本，這也使得越來越多的制造業(yè)廠商開始接受總線技術方案。”

尤其針對機械手控制系統(tǒng)的應用而言，隨著現(xiàn)階段國家政策對機器人行業(yè)的大力推動，基于以太網(wǎng)基礎架構(gòu)的技術方案受到更多開發(fā)廠商和終端用戶的青睞。石建軍說道：“機械手行業(yè)應用正朝著高速、高精度方向迅速邁進，這主要是由于目前市場對關節(jié)式機器人（手）的需求量上升，關節(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、高精運動以及運用高速網(wǎng)線，即在百微秒級的同步控制周期內(nèi)，指令能夠被發(fā)送到系統(tǒng)內(nèi)的各個軸上，且保證每個軸都有一致的、精確的實時性和同步性，這樣的要求對于以往的現(xiàn)場總線技術來說確實有一定的難度，而基于以太網(wǎng)架構(gòu)的技術方案則能夠很好地滿足這類對同步性要求嚴苛的應用場合?！?/p>

此外，橫梁式機械手也是現(xiàn)今市場的一個開發(fā)熱點，這類機械手一般是在三個方向上作運動，當系統(tǒng)移動到某一點上時，需要三個方向都同步走到這一點上，對于位置和姿勢都有要求，需要系統(tǒng)對運動過程實施嚴格的同步控制，而這也是基于以太網(wǎng)架構(gòu)技術方案的擅長之處。伴隨著這些實際應用需求的興起，機械手市場對于具備高速、高精控制特性的總線技術的需求日益突顯。

回顧華成工控總線系列產(chǎn)品的開發(fā)過程，石建軍說道：“在確立采用松下RTEX總線技術之后，我們與松下上海公司及日本總部就技術原理部分進行深入地咨詢和溝通，并得到了快速、及時的反饋。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，這些幫助廠商降低了開發(fā)‘門檻’，大幅提高了設備的開發(fā)效率，縮減了產(chǎn)品上市的時間周期?！?/p>

同時，憑借松下豐富的技術研發(fā)經(jīng)驗，廠商無需額外再找第三方開發(fā)商，就能獲得全面、快速、免費的開發(fā)支援。例如，在松下專門的RTEX網(wǎng)頁上（https://device.panasonic.cn/ac/c/motor/famotor/ac-servo/rtex），如下圖所示，從RTEX基礎知識、對應的松下產(chǎn)品、合作伙伴的產(chǎn)品（電機之外），到RTEX總線技術開發(fā)資料等，一一詳細涵蓋在內(nèi)，并且從硬件架構(gòu)的選型、系統(tǒng)設計及測試、以及可能遇到的問題等方面，為開發(fā)廠商提供了詳盡的技術參考資料，協(xié)助研發(fā)人員解決了產(chǎn)品開發(fā)過程中的大量難題，從而保證了較高的產(chǎn)品開發(fā)效率。

在總線標準的選擇上，石建軍認為，首先還是要從市場的角度來評估，目前松下伺服系統(tǒng)的市場占有率較高，因此，用戶對松下RTEX總線技術方案的需求也較為明顯。其次，從技術規(guī)格上來說，松下RTEX總線技術提供的高速、高精、同步控制等參數(shù)均能完全滿足機械手行業(yè)的技術要求。此外，針對各種具體應用中所遇到的使用“痛點”，如半導體、液晶面板生產(chǎn)制造需要實現(xiàn)24小時不間斷生產(chǎn)的場景，但往往由于通信干擾而極易引發(fā)設備停機事故，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用領域?qū)I(yè)總線的基本要求。

目前在華成工控開發(fā)的總線產(chǎn)品中，采用松下RTEX總線技術標準是其中一個重要的產(chǎn)品系列，包括：注塑機械手RC系列S1- 6軸控制方案、沖壓機械手（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機器人控制方案和RC R6六關節(jié)機器人控制方案等，以此逐步完善華成工控的總線產(chǎn)品系列。