石化机器人产业链分析

石化机器人产业链分析

一、产业链结构

石化机器人行业的产业链可以分为上游、中游和下游。上游企业是指生产服务机器人所需零部件的零部件供应商、材料供应商及芯片供应商，主要包括电子器件、伺服电机、减速器、传感器、电池等元器件。中游企业本体制造。下游则主要是行业终端用户，包括石油化工行业和领域。

二、上游关键材料及零部件

上游是关键零部件生产厂商，三大零部件主要是减速器、控制系统和伺服系统。

核心零部件中除了减速器、伺服系统和控制器以外，还有以下几种

芯片：在机器人中负责处理数据、发出和执行指令，服务机器人结合多种传感技术和人工智能技术，对其芯片算力和性能提出了更高要求。机器人芯片主要包括CPU、GPU、FPGA等通用芯片和AI专用芯片。目前高通、英特尔、英伟达等芯片巨头在机器人芯片方较为领先，国内机器人芯片企业包括瑞芯微、炬力等。

传感器：石化机器人在移动过程中通过传感器感知外界信息，并通过定位和路径规划技术来实现避障和自主移动。在感知方面主要通过激光雷达、视觉相机、陀螺仪、里程器等传感设备获取环境信息;定位和路径规划主要通过SLAM(Simultaneouslocalizationandmapping，同步定位与地图构建)等导航定位技术结合传感器实现。

三、中游本体制造

中游则是机器人本体，即机座和执行机构，包括手臂、腕部等，按照结构形式，本体可以划分为直角坐标、球坐标、圆柱坐标、关节坐标等类型。

四、下游系统集成及应用

下游是系统集成商，以自动化设备生产商(即系统集成商)为主，根据不同的应用场景和用途进行有针对性地系统集成和软件二次开发，生产出来的机器人只有通过系统集成之后，才能投入到下游的石化行业，为终端客户所用。

石化机器人控制器

一、控制器简介

机器人控制器是机器人控制系统的核心大脑。控制器的主要任务是对机器人的正向运动学、逆向运动学求解，以实现机器人的操作空间坐标和关节空间坐标的相互转换，完成机器人的轨迹规划任务，实现高速伺服插补运算、伺服运动控制。机器人控制器由机器人控制器硬件和机器人控制器软件组成。机器人控制器的软件部分是工业机器人的“心脏”，随着科技的发展，工业机器人从下位机到上位机的应用软件方面都有了不同程度的研究成果。

石化机器人控制器的主要任务是接收来自视觉、力觉等传感器的检测信号，根据操作任务的要求驱动机械臂中的各个伺服电机，进而控制机器人在工作空间中的运动位置、运动姿态、速度、轨迹、操作顺序及动作的时间等，同时控制器也具有各类输入输出接口、人机交互界面等，拥有编程简单、在线操作提示、使用软件菜单操作和使用方便等特点。

二、主要控制器厂商介绍

控制器与机器人本体一样，一般由机器人厂家自主设计研发。目前主流机器人厂商的控制器均为在通用的多轴运动控制器平台基础上进行自主研发，各品牌机器人均有自己的控制系统与之匹配，因此控制器的市场份额基本和机器人市场份额保持一致，发那科、库卡、ABB、安川分别占据前四名，国内企业控制器尚未形成市场竞争优势，占比仅为20%左右。

近年来，国内运动控制技术也有了较快的发展，一些传统CNC设备的生产厂家凭借着已有的数控技术基础开始研制具有运动控制特征的产品，使得通用运动控制产品开始扩展开来。其中机器人专用运动控制产品的开发和行业应用的推广也逐渐走向成熟和产业化，这类企业以广州数控、埃斯顿等为代表，他们不只开发出机器人专用的控制系统，还借此进入机器人行业，并成为国产机器人企业中的代表。

此外，国内也诞生了一批专注于运动控制产品的企业，为无力研发自主控制器的小型工业机器人厂家提供解决方案，这类企业以固高科技为代表，固高科技是国内较早实现六轴机器人控制系统产业化的企业之一，目前主要向工业机器人集成商提供控制系统平台。

目前国产控制器与国际先进水平相比还存在较大差距，主要体现在核心底层算法上，例如参数自整定，抑震算法，转矩波动补偿等等，导致国产工业机器人精确性、稳定性、故障率和易用性等关键指标不如发那科、ABB、安川、库卡“四大家族”的产品，这也和国内厂家重硬件、轻软件有关。当前工业机器人需要实现的动作愈加复杂，想要在高速的运动中实现精准的控制，其背后需要的是长期的多轴联动控制技术积累，控制器必须足够“聪明”，而先进核心算法的缺失使国产控制器要想从“能用”到“好用”还有很长的路要走。

三、2019-2022年石化机器人控制器市场规模测算

2019-2022年石化机器人控制器市场规模由1.89亿元上升到4.64亿元。

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