国产研发单芯片运动控制器问世

　　高性能工业作为核心装备，一直被国外品牌垄断，而运动控制器的自主可控一直是国产机器人领域的一大痛点。

　　日前，由实时侠智能控制技术有限公司(下称“实时侠”)研制的全球首款单芯片多轴驱控一体运动控制器(简称SCIMC)完成了技术验证，即将在8月底举行的上海世界人工智能大会(WAIC)上亮相发布。

　　这款产品将摆脱对X86处理器、Windows操作系统的依赖，以完全独立开发的运动规划、电机控制、通信、应用软件等IP模块，真正实现自主可控技术，打破国外品牌长期占据运动控制器高端市场的格局。

　　智能制造的核心技术

　　凯文·凯利在《失控》一书中写道：“斯总结了设计移动式机器人的五条经验，其中就包括传感器和执行器的紧密耦合——要低级反射，不要高级思考。” 强调了感觉与控制的紧密耦合。

　　作为工业机器人当中的核心技术之一，运动控制器在机器人的执行过程中起到控制机器人运动的关键作用，被称为制造装备的“心脏”和“大脑”，是“智能制造”的基础，也是连接“智能”与“制造”的桥梁。

　　作为我国亟待攻克的35项核心技术之一，工信部将控制器列为我国需要着力补齐的关键技术短板之一，纳入《工业强基工程实施指南(2016-2020)》“一条龙”应用计划。

　　机械工程专家谭健荣院士也表示：“机器人引领智能制造，核心控制器是机器人的核心技术之一，是中国最需要突破的领域。”

　　不过目前运动控制器领域仍由来自德国、日本的巨头占据主要市场，其中包括德国倍福、西门子、库卡，日本的三菱、发那科等，国产技术与国外高端产品差距仍然很大，导致国产机器人稳定性不佳，准确度不高，故障率居高不下。

　　在这样的背景下，今年上海提出的《上海市智能制造三年行动计划》中，明确提到聚焦智能制造应用端，推进重点行业的智能化升级转型；着力攻克一批“卡脖子”的核心零部件和关键技术装备，并着力培育一批智能制造独角兽、隐形冠军企业；创新推动5G、人工智能和大数据在智能制造中的深度应用，创新长三角智能制造协同发展机制，创新智能制造应用机制、政策的支持重点和支持方式。

　　实时侠就是一家诞生在上海漕河泾华鑫天地智慧园区的上海本土创业公司。公司创始人、董事长蒋耀对第一财经记者表示：“运动控制器是基础性、共性技术，对智能制造，国家产业竞争力、产业安全有不可替代的作用，这与举国关注芯片自主可控是一样的。中国在装备工业对发达国家的依赖同样非常严重，容易被‘卡住脖子’。”

　　摆脱工业总线的束缚

　　随着技术的进步和完善，实时侠敏锐地洞察到了芯片技术的进步以及可能对运动控制领域产生的颠覆性影响，开始尝试利用SOC-FPGA芯片进行运动规划与多轴电机控制的单芯片集中控制，这能够使运行复杂算法的控制器的成本大幅降低。而这些算法对机械的运动学建模和需要以精确的方式移动的电机控制信号是很有必要的。

　　蒋耀向第一财经记者介绍道，过去借助于工业总线，运动规划和电机控制之间的交互信息变得越来越多，可以支持更加复杂的算法，这使得机器人的速度、精度和稳定性有了很大的提升。但是工业总线的瓶颈也逐渐明显，比如带宽、绝对延迟以及多节点之间的同步性等。这些瓶颈制约了机器人性能的进一步提升，也抑制了业界对于需要更加大量数据交互才能完成的控制策略的想象空间。