推出驱控一体机！行业领先的阿童木机器人再次踏上新征程

前不久，2023中国工博会机器人展在上海顺利举办，数百家海内外知名机器人企业齐聚国际会展中心同台竞技，展现关键核心技术。
 

同期，深耕并联机器人赛道十余年的阿童木机器人亦在机器人展7.1号馆C117展位，隆重召开“融合致简 驱控归一”阿童木全新驱控一体机新品发布会，正式宣布阿童木机器人开启“新征程”。

▍融合致简，驱控归一

继站稳并联领域、发布高速SCARA新品产品后，本次发布的全新驱控一体机新品是基于高速运动控制与伺服驱动等多种技术应用升级优化而展开的“进攻”。

新品旨在解决传统驱动器与控制器在实际交付、应用层面等诸多痛点难题，从硬件、软件双维度进行技术创新，带来几大优势特性：

体积缩小近6倍，空间部署无压力

在工厂进行自动化生产线改造时，由于机器人摆放位置和所在空间存在冲突，摆放控制柜时经常出现用户空间不够的情况，需要对控制柜进行非标定制和修改。   
 

对此，阿童木全新驱控一体机AtomBox在体积和重量上进行了大幅缩减。       
 

高终端IO、机器人控制及伺服控制、高性能伺服驱动器模块化的设计助力阿童木机器人更好实现了对驱控一体机体积大小的控制。

经过调整，AtomBox整体尺寸控制在500×270×235mm，整机重量控制仅为16.8kg。相较标准大小控制柜，阿童木全新驱控一体机AtomBox与普通微波炉大小相似，体积缩小近6倍，极大节省产线空间部署。    
 

驱控一体机高效运行时本就会产生高温高热问题，体积的大幅缩小更是令驱控一体机的散热问题难上加难。研发团队通过将多套关键技术方案进行一一验证测试，根据反馈不断进行调整，最终选择在伺服驱动中的大功率驱动等关键功率模块采用散热片+风冷进行双重散热的设计。

在主被动双重散热工艺支撑下，阿童木全新驱控一体机AtomBox最终实现在50℃恒温下也能满功率运行，确保机器在使用过程中性能的稳定发挥，同时，为其应用于更多复杂和多样化的场景提供了保障。

伺服控制高集成，能耗降低高性能

用户对自动化产线部署的需求，不仅仅是机器人本体，更重要的是利用机器人承接上下运营、快捷高效完成工序单元的工作设置与人力替代。     
 

为助力客户更简单、更快捷、更高效使用产品，AtomBox采用高度集成化设计，将IO、控制模块、功率模块囊括在整机之内，以实现各组件之间的紧密协调和信息交流，降低系统复杂性和成本，方便用户进行开发、维护和升级。

为实现产品高效运行，阿童木机器人同步从整体控制链架构方面进行了调整。通过内置FPGA和ARM Cortex-A9内核处理器，利用ARM的高性能和FPGA的并行处理能力，AtomBox将机器人控制器和伺服驱动器有机整合于一体。高性能ARM助力整机实现了机器人的任务处理以及运动控制，FPGA的并行处理能力帮助驱控一体机获得伺服控制高带宽输出。    
 

相对于控制器和单体伺服协作的方式，控制器与伺服驱动器结合的设计也为产品安全方面带来更好提升。传统单体伺服的报警信息需透过总线传达至机器人控制器，报警速率取决于机器人控制器的计算周期。ARM + FPGA架构的采用，将机器人所有轴的控制统一到FPGA，当单体机械轴报错时，机器人所有机械轴都会在纳秒级别去响应，实现在微秒之内紧急制停。

除却响应速度上的提升，驱控一体也带来了整体能耗上的优化。通过共直流母线技术AtomBox实现了对调速系统的高精度控制和对系统制动过程中能源的合理利用和回收。相比使用单体伺服时制动轴产生的回馈电能通过制动电阻以热能形式消耗掉的情况，共直流母线技术的应用可实现将制动轴产生的回馈电能供给非制动轴，极大提升了电能的利用率。较之传统单体伺服，AtomBox可降低约40%能耗。       
 

基于以上各类优良配置与精心结构设计，AtomBox在性能参数指标方面也表现非凡。在带载能力方面，AtomBox整机带载能力可达6.4kw，单轴过载能力可以提供三倍额定电流，额定最大输入电流支持30A。在单轴的额定输出电流上，1、2、3轴可以做到10A电流，4轴可以做到6.7A电流。在此指标下，AtomBox已可实现对常规并联机器人、SCARA机器人的带载支撑。

功能/操作多优化，使用门槛大降低

在实现产品良好性能的基础上，AtomBox在功能和操作方面进行了优化与改良，力争降低用户使用门槛。         
 

在控制方式方面，AtomBox作为驱控一体的主终端，可提供四种模式。除却常规的示教器、IO设备以及触摸屏ModbusTCP等多种主动控制模式之外，AtomBox也支持在电脑或手机登移动端进行控制。

在状态监测方面，阿童木全新驱控一体机AtomBox通过集成常规的数字量IO以及事故报警以及机器人报警的警示和数码模块，使用指示灯变化替代了传统使用示教器进行观察的方式。用户仅需通过查看指示灯变化，便可对机器人的工作状态、IO状态进行快速监测和观察。

在部署设置方面，基于阿童木机器人此前近十年软件开发成果移植，AtomBox在基本保持与原有交互方式一致的同时，加入了中文注释、到点运动、系统自创建变量等多个功能，来简化部署操作、降低用户使用门槛。中文程序变量注释的实现方便了用户阅读；到点运动的增加避免了用户确定点位的繁琐；系统自动新建变量功能则将运动逻辑编写交由系统辅助完成，大大降低了用户具体操作的难度。

在安全防护方面，针对在使用过程中经常出现的IO输出短路导致模块损坏的情况，阿童木机器人为AtomBox增加了IO安全防护功能，可在IO接线错误导致短路情况下自动启动输出保护。面向大功率使用情况，阿童木机器人也配置了外接制动电阻接口，来快速扩展制动电阻满足协防需求。

产品通用普适配，接口覆盖全场景

对于产品扩展性的增强，阿童木机器人也做了很多工作。         
 

在产品适配方面，阿童木机器人基于对此前x86平台控制系统的深度ARM平台移植，实现了AtomBox与原有的AtomMotion控制器所支持所有机器人模型的完全兼容，共计可支持阿童木机器人SCARA以及并联全系列产品，并适配并联2轴、并联3轴承、并联3+1轴、水平多关节4轴。     
   

在输入输出方面，AtomBox可提供最多4个伺服电机、16路数字量输入/输出、2路模拟量输入/输出、4路系统数字量输入、8路系统数字量输出，以及2路扩展追踪编码器、2路模拟两输入/输出，足以覆盖在常规用户应用中的所有场景。

▍向外延伸，进而有为

据睿工业MIR Databank（工业自动化领域权威数据调研分析机构)披露: 2022年，工业机器人行业-并联机器人细分市场，阿童木机器人市占率提升至20.9%，较2021年同期增长5.7个百分点，连续4年位居自主品牌第一名，首次完成对于外资品牌的彻底赶超，成为全品牌NO.1。   
    

在国内并联机器人行业已成为头部企业的阿童木机器人此次为何选择进行延伸产品品类推出新品驱控一体机AtomBox这一动作背后又有何深意？        
 

对此，阿童木机器人CTO李艳华和阿童木机器人 CMO 施凤财在接受媒体采访时分别从技术发展角度和企业发展角度作了简单介绍。

阿童木机器人CTO李艳华表示：“早前，由于机器人的控制器和伺服多采用“各自为战”的设计，缺乏统一的控制和协调策略，因此控制器和伺服之间存在协调有问题影响机器人的整体运动性能；接口/协议多样，各个组件之间协同需进行大量调试和测试，影响开发效率；信息交流不畅，无法准确及时地获取伺服的运行状态和反馈信息；硬件和软件平台不同维护和扩展困难等问题。         
 

采用集成化设计方案，将机器人控制器和伺服集在一个同一系统中的驱控一体化技术既是提高机器人整体运动性能的重要手段，亦是工业机器人发展的潮流和趋势。     
   

阿童木机器人选择步入核心控制和驱动领域一方面源于产品性能提升的外部因素驱控，另一方面与阿童木机器人在控制系统领域研究多年，具有深厚技术累积密切相关。”

阿童木机器人 CMO 施凤财表示：“在某种程度上，机器人产品的进化与电脑的发展路径具有高度相似。从最初体积巨大的电脑到后来的台式机，再到后来的笔记本，电脑逐渐变成现在高集成、小体积的模样。机器人也正在经历同样的变化。从用户端角度来讲，在同样性能同样价值情况下，产品越小越有利于产线布局，把控制器和伺服驱动整合为一起，既是出于市场用户需求角度考量，亦是为产品进化发展方向作准备。         
 

而从企业发展角度来看，此前，阿童木机器人控制器和伺服驱动依赖外购，在一定程度对产品制造成本的控制、产品批量生产的进度都会产生影响。推出自研驱控一体机AtomBox，不仅有利于阿童木机器人自主价值的提升，也会在产品综合成本的下降、产品交付能力的提升、产品供应链掌控能力的增强方面提供重要推力。       
 

预计将在今年年底之前，AtomBox将实现自有品牌百分之九十以上的覆盖，在2024年年底之前，AtomBox将实现产品上市。        
 

本次AtomBox的发布既是阿童木机器人产业链的拓宽，亦是阿童木机器人产品线的扩展。未来，驱控一体机将不仅仅作为重要核心零部件适配自家机器人本体产品，也将进行独立外销为更多工业伙伴赋能。”

▍踏上征程，再启新篇

从大学生创业，到熬过初创期迎来投资人，再到技术领先、市场阶段性领先，阿童木机器人逐渐长成为国产机器人领军企业。       
 

过去十年，阿童木机器人坚持深耕自主、正向研发，横向扩充机器人品类，推出61款高度并联机器人，7款高速SCARA机器人，成功成为高速机器人专家。

未来五年，阿童木机器人将迈向二次创业新征程，在纵向上持续拓宽产品，完善与上下游产业链的整合，进一步提高成本优势与质量优势，提升产品性能与交互能力，进而实现企业由产品领先向产品质量、成本、效率等综合竞争力领先。   
 

本次AtomBox的发布只是开始，未来，阿童木机器人将持续坚持以自主研发为核心，把更多资金投入到研发上去以实现产品技术的迭代更新和突破攻关。以赛道内知名代表企业旗下产品为目标，阿童木机器人将对标产品性能开发新品，并在驱控一体系统的硬件测试化之后围绕软件层面继续开发，探索机器人性能上限提高的方法，实现对同类产品追赶和超越。”

对于企业的未来发展，阿童木机器人 CMO 施凤财在采访中透露：“阿童木机器人正在逐步推进成立机器人运动控制系统、视觉软件系统、伺服驱动器、机器人本体设计四大研发部门进行正向突破研发，成立并联机器人、SCARA、标准机械三大事业部门进行市场细化推广。争取在3-5年之内实现在新兴市场占据第一。”

▍结语

自2013年到2023年，在智能制造领域，阿童木机器人成长的十年亦是中国机器人行业成长的缩影。从企业崛起、企业替代到企业崭露头角成为行业领军者，过去十年，阿童木机器人的成长变化直观呈现着中国机器人行业的发展前进。         
 

望向未来，期待有越来越多如阿童木机器人一般的企业能致力技术研发、致力产品，为中国智能制造和数字化制造事业做出贡献。