精耕驅控一體賽道，從“先行者”到“領先者（zhě）”——訪深圳市華（huá）成工業控製股份（fèn）有限公司董事長湯勇 -機器人-數控機床市場網

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精耕驅控一體賽（sài）道，從“先行者”到“領先者”——訪深圳市華成工業控製股份有限公司董事長湯勇

2022-4-20 來源：數控機床（chuáng）市場作（zuò）者：呂（lǚ）曉（xiǎo）峰張浩程

深圳市華成（chéng）工業控製股份有限公司董事長湯勇

2021 年，對於深圳市華成工業控製股份有限公司（以下簡稱 “華成工控（kòng）”）董事長湯勇來說，有兩件值得驕傲的事情（qíng） : 一件是 2 月 9 日，公司在新三（sān）板掛牌上市 ; 另一件（jiàn）是 8 月 25 日，公司入選（xuǎn）工信部第三（sān）批專精特新 “小（xiǎo）巨人” 企業。“這既是對我們公司規（guī）模、研發能力等多方麵的認可，也給了我（wǒ）們做大做強、再上新台階的信心。” 湯勇表示。

華成工（gōng）控成（chéng）立於 2005 年，產品線覆（fù）蓋了運動控製、驅控一（yī）體化、機器視覺、工業機器（qì）人控製係統等眾多產品。特別是驅控一體產（chǎn）品，由最初的單軸（zhóu）、兩軸（zhóu）發展至如（rú）今的三軸、四軸、五軸、六軸、多軸，由單一注塑機機械手驅控一體控製係統（tǒng）發展為車床機械（xiè）手驅動一體控製係統、衝壓機械手驅動一體控製係統、機器人（rén）驅動一體控製係統，與（yǔ）眾為興、固高、山龍智控、台達、納博特等同行廠商相（xiàng）比，市場占有率超過 50%，取得了明顯領先。總結（jié）企業的成功之道，湯勇認為離不（bú）開創新求變—— “我們存在的價值是什麽，就是要改（gǎi）變原（yuán）先的東西。”

從驅控一體1.0到2.0

所謂驅控一體，是指相對於傳（chuán）統的運動控製，將伺服驅動與運動控製集於一（yī）身，兩者之間可以在內部進行高（gāo）速數據通信，用戶在使用時可以節省大量電纜、空（kōng）間，擁有著體（tǐ）積小、成本低、效率（lǜ）高（gāo）等（děng）諸多優勢。

驅控一體的方案最早是日本廠商應用，如東芝、三菱、YAMAHA、EPSON 等，最早應用於SCARA 機器人產品（pǐn）上。從 2015 年開始，中國廠商才逐漸開始驅控一體控製係統的研（yán）發（fā），但發展至今，驅控（kòng）一體（tǐ）已從最（zuì）早的概念化階段逐步進入（rù）產業化落地階（jiē）段，市場接受（shòu）度大幅提高。

具體來看，中國驅控一體控製（zhì）係統的發展經過了兩個階段（duàn），形變與質變的階段。

2015-2018 年為驅控一體的 “1.0”，在這個階段，各廠商投（tóu）入更多（duō）精力著眼於 “硬件驅控一體”，將控製器和驅動器進行物理層麵的結合，減少外部走（zǒu）線，讓控製器更加緊湊（còu），體積變得更小，屬於形變的階段。

2019 年，隨著布局驅控一（yī）體的企業逐步增多以及相關技術（shù）的持續進步和成熟，越來越多（duō）的驅控一體產品落地，驅控一體正式踏入了 “2.0”。這一時（shí）期（qī），各廠商將硬件、軟件、力覺、視覺甚至機器人本體都整合到一起，讓機器人變（biàn）成即插即用的一體式自動化裝置，以降低部署（shǔ）時間成本，減少部署空（kōng）間，更加適配柔性自動化產線。然而，從驅控一（yī）體（tǐ）“1.0”踏入“2.0”並不容易，驅控一體廠商需要做到的不是簡（jiǎn）單地把伺（sì）服（fú）驅（qū）動和運動控製揉（róu）到一起，而是（shì）要有機地（dì）考慮兩者之間的關係，從而達到 1+1>2 的協同效果。以華成工控的產品為例（lì），華成（chéng）工控通（tōng）過共直流母線及能效管理技術，其驅控一體產品（pǐn）在減小產品體積的同時可以有效保障散熱能力，從而可以更好地（dì）控製整個係統的溫升。

產（chǎn）品不斷進（jìn）階之路

湯勇表示，華成工控做驅控一體的（de）初心（xīn）是源（yuán）於（yú）一根線。

華成工控（kòng）最早是做注塑機械手控製係統，早期的注塑機械手一般選用國內的控製，日（rì）係的伺服。以注塑五軸機械手舉例，客戶需要焊接脈衝線 5 條，共 150 個焊點，在加上編碼器線，不算冷軋端子，整機光焊線的焊點就在 180 個以上。

在統計（jì）故障率上，出現問題最（zuì）多的地方主要是焊線焊錯、虛焊的情況，一（yī）根線問題的排查就可能需要半天的（de）時（shí）間，而日係的伺服廠家很難到現（xiàn）場解決（jué）問（wèn）題，於是湯勇萌（méng）生（shēng）了研（yán）發驅控一體（tǐ）係統的想法。

看到了行業的痛點與市場的需求，湯勇成立了專門的研發小組著手（shǒu）研發驅控一體係統，當時考慮的方案主要有 3 種 : 單芯架構、多芯架構和總線架（jià）構。

在芯片方麵，華成工控（kòng）之前的控製都是使用（yòng）的當時很多伺（sì）服方案的主控製芯片 DSP，因此（cǐ）順理成章地從單芯架構開始，整合了伺（sì）服和控製，於 2015 年底推出了（le）驅控（kòng）一體（tǐ）單軸係統，2016年推出了驅控兩軸係統。

但是（shì），在四軸驅控一體的研製中，多軸的難度隨著軸數的增（zēng）加呈幾何倍數增長，四軸驅控一體 PCB 板就有 5 塊，板間的連線更是多達 20 條，完全將驅控一體帶來的（de）優（yōu）勢給抹消了，另外還有穩定（dìng）性、負載能力等方麵的問題，華成（chéng）工控對於驅控（kòng）一體（tǐ）產品的研發陷入了瓶頸中。

後來經過更新方案、更改芯片等方式，誕生了性能更優越的產品，華成工（gōng）控將最（zuì）先的四軸驅控一體係統做（zuò）了召回處理。正是有諸多客戶的包容與幫助，華成工控的驅控一體才有了很大的發展。

2017 年底，華成工控對三種架構（gòu）做了（le）重新梳（shū）理（lǐ），各種架構雖然各有優缺點，但是又有各自適合的應用場（chǎng）景。同（tóng）時（shí）伴隨著先進製程的進步，ARM 芯（xīn）片的快速發展，單一 ARM 芯片已經做到了非常好的集成性，可以整（zhěng）合之前多芯片的多種功能，因此幾種方案齊頭並進。

2018 年，華成推出了單芯架構的 QCS1 、QCS2，多芯架構（gòu）的 QCS3G，總（zǒng）線架構的 ES 係列等產品。它們（men）覆蓋了不同的應用場景，功能和性能大幅提升，可以媲美行業主流產品。

2021 年，隨著市場對於多軸驅控一體化控製係統的（de）需求趨勢越（yuè）來越強，為了擴展專用機（jī）型產品（pǐn）線，華成工控啟動驅控一體五軸係（xì）統的研發，采用（yòng）兩種方案並行，一種是 SPI 總線方式，另一種是新的 FPGA+CPU 方式，主要在（zài）研產品包括（kuò）QCS5G/QCS5H 係列。

“剛開始研發單軸驅控一體化產品，人員結構準備不充分，遇到了很多困難。但今天，即使做多軸驅控一體化產品（pǐn）也很輕鬆，因（yīn）為我們積累了豐富的（de）技術和經驗，相關算法都驗證（zhèng）過，同時多軸存在（zài）的總線結構、通訊（xùn）、芯片選擇無需再耗（hào）費（fèi）大量的（de）時間和精力重新驗證。” 湯勇透露，2022 年（nián）華（huá）成工（gōng）控還將推出 SCARA 驅控一體控製係統 QCR4G 和 6 軸驅（qū）控一體控製係統QCR6G。新產（chǎn）品是（shì）非總線驅控一體產品，適（shì）用（yòng）於水平多關節機器人和小型的 6 軸機器人（7 公斤內），適用於搬運，上下料，噴塗，打螺絲，衝壓等簡易的應用場景。

找準應用落地需（xū）求點

有了適銷對（duì）路的產品，如何找準行業應用是市場（chǎng）化落地的第一步也是重要一步。湯勇（yǒng）介紹道，目前驅控一體控製係統產（chǎn）品的（de）主要（yào）應用行業有注（zhù）塑、衝壓、機器人、AGV/AMR 等。

在機器人行業，通過驅控一體控製係統與SCARA/DELTA/ 六軸機器人、部分直角坐（zuò）標機器人結（jié）合，在一體設計後，整個運作係（xì）統體積小、功率密度高、集成度高，極大簡化了客戶的電氣設計，有效提高（gāo）了設備性能和可靠（kào）性。

以搭（dā）載了華成工控 ES-R4 驅控（kòng）一體係統的SCARA 搭配伺服電批（pī）解決自動鎖付螺絲（sī）方（fāng）案為例。過往傳統電批需要人工，成本高同（tóng）時人工不（bú）穩定，影響進度（dù），效率較低，而搭載了華成工控驅控一體控製係統後，在自動化送（sòng）料上，可以實現更精準的運行，多功率智能伺服電批（pī），滿足多（duō）個場景應（yīng）用，具體來看，將產品效率提（tí）升了75%，同時（shí）保障了良好的產品鎖螺（luó）絲（sī）一致性。

在注塑領域，注塑機是最常用的注塑裝（zhuāng）備，其具有能一次成型（xíng）外型複雜、尺寸精確或帶有金屬嵌件的質地密致的塑料製品的能力，但注塑工序要達到自動化，往往需要與注塑機械手聯合使用。注塑機械手擁有著非常明確的目標（biāo），盡可能（néng）快速取出注塑件以提高機（jī）器生產率，因此，對控製器運（yùn）動控製擁（yōng）有著較高的要求，因而驅控一體控製係（xì）統可以有效提升注塑機械（xiè）手的性能。

應（yīng）用了華成工控驅控一體（tǐ）控製係統的（de）注塑機械（xiè）手其（qí）反應靈敏，快速啟動反應時間僅為 0.04s，同時伺服電機與液壓係統（tǒng）形（xíng）成閉環，重複定（dìng）位精（jīng）度更（gèng）高（gāo），擁有著（zhe）更高的節（jiē）能效率，同時發（fā）熱量更少，有（yǒu）效提升了產品的使用壽（shòu）命。

在衝壓領域，驅控一（yī）體（tǐ）係統應用（yòng）在衝壓控製係統中，除了將伺服驅（qū）動器和運動控製器結（jié）合在一起，還將機械手與衝床也結合其（qí）中，衝壓機械手控製係統通過 CAN 總線和（hé） EtherCAT 總線（xiàn）兩種不一樣（yàng）的聯機信號交互，這樣一體化設計後，整個係統的抗幹擾能力（lì）大大（dà）增強，響應也更快（kuài），信息交互的帶寬更高、實時性、穩定性也更好成本也更低。

驅控一體的（de）另一個重要應用機遇點為桁架（jià）機械（xiè）手。據了解，機床（chuáng）是工業之母，但過往的數控機（jī）床自動化（huà）程度不高，嚴重影響著生產的（de）效率，而通過桁架機（jī）械手完（wán）成上下（xià）料等作業，可以有效提高生產效率、節約（yuē）用人成本（běn）。此外，搭（dā）載（zǎi）了驅控一體控製係統的桁架（jià）機械手，其重複定位精度、效率進一步得到提升。

采（cǎi）訪最後，湯勇表示，華成工控將繼續以工匠精神的熱忱開拓（tuò）進取，攻堅創新，致力於為客戶提供更方便、更簡單、更具性價比的驅（qū）控一體係統及解決方案。在未來技術迭代的方向上，華成工控將一手抓（zhuā）客戶需求，一手投入最新（xīn）產品與技術的研發，做（zuò）市場（chǎng）滿意（yì）的產品，以此加速產品落地，推動行（háng）業發展，從國產驅控一體的（de） “先行（háng）者”做到 “領先者”。

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