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中國運動控制系統發展現狀及發展趨勢:預計2020年市場規模將達9.3億元[圖]

2020年04月08日 13:44:04字號:T|T

    運動控制(Motion Control)通常是指在復雜條件下將預定的控制方案、規劃指令轉變成期望的機械運動,實現機械運動精確的位置控制、速度控制、加速度控制、轉矩或力的控制。

    運動控制器就是控制電動機的運行方式的專用控制器:比如電動機在由行程開關控制交流接觸器而實現電動機拖動物體向上運行達到指定位置后又向下運行,或者用時間繼電器控制電動機正反轉或轉一會停一會再轉一會再停。運動控制在機器人和數控機床的領域內的應用要比在專用機器中的應用更復雜,因為后者運動形式更簡單,通常被稱為通用運動控制(GMC)。

運動控制系統各零部件介紹

零部件
功能介紹
運動控制器
用以生成軌跡點(期望辒出)和閉合位置反饋環
伺服驅動器
將運動控制器的控制信號(通常是速度或扭矩信號)轉換為更高功率的電流或電壓信號
執行機極
用以辒出運動,如電機、液壓泵、氣缸等
反饋傳感器
用以反饋執行器的位置到位置控制器,以實現和位置控制環的閉合,如光電編碼器、旋轉變壓器或霍爾效應設備等

數據來源:公開資料整理

    根據平臺不同,通用運動控制器可以分為PLC控制器、專用控制器和PC-Based控制器三大類。目前這三種類型的運動控制器差不多三分天下,2016年PC-Based、專用控制器、PLC控制器市場份額占比分別為32%、39%、29%。

我國各類運動控制器市場份額占比

數據來源:公開資料整理

    在下游應用方面,這三類運動控制器下游運用有一定差別。PC-Based運動控制器主要運用于半導體、機器人、包裝機械、EMS(電子制造服務)等行業,專用控制器運用于機床、機器人、包裝機械等行業,而PLC在紡織機械、包裝機械、EMS等行業運用較多。

我國三類運動控制器主要對比

分類
特點
下游運用
PC-Based運動控制器
系統通用性強,可拓展性強,能夠滿足復雜運動的算法要求,抗干擾能力和開放性強
半導體、工業機器人、包裝、電子、EMS
專用控制器
集成度較高,一般滿足某個特定行業使用,價值較高
工業機器人、機床、包裝機械
PLC系統為核心
系統簡單,可靠性高、體積小、環境適應性強,但不支持先迚的、復雜的算法,不能滿足多軸聯動等復雜的運動軌跡
紡織機械、包裝機械、EMS

數據來源:公開資料整理

    智研咨詢發布的《2020-2026年中國運動控制系統行業市場運營狀況及發展規模預測報告》數據顯示:由于三類工業自動化控制均需要使用控制器,所以不是所有的控制器均用于運動控制。數據顯示,2015年PC-Based控制器、專用控制器、PLC用于運動控制的比重分別是46%、83%和34%。在一些行業中,專用控制器或者PC-Based正逐步替代PLC,如專用控制器在傳統切削機床、工業機器人領域發展較快,PC-Based控制器在雕刻機、半導體、物流、激光加工行業增長較快。預計到2020年,PC-Based控制器、專用控制器、PLC用于運動控制的比重分別達到59%、92%、27%,PC-Based控制器用于運動控制的比例明顯提升。

2015-2020年中國三類控制器用于運動控制的比例預測

數據來源:公開資料整理

    通用運動控制器作為步進系統和伺服系統的控制裝置,其市場規模受到步進系統和伺服系統的直接影響。近年來,兩者的快速增長帶動通用運動控制器的市場規模不斷擴大。數據顯示,國內通用運動控制器市場規模由2013年的3.74億元增長到2017年的5.90億元,年均復合增長率為12.07%,且預計未來幾年仍將保持15%以上的增速,預計2020年其市場規模將達到9.3億元。

    國內的通用運動控制器市場中,外企品牌企業定位于高端市場、國內企業定位于中低端市場。在國內的PC-Based 控制器市場,高端市場由美國泰道(Delta Tau)、翠歐(Trio)等外資品牌占據,但國內品牌逐漸向中高端發力,外資品牌市場份額呈現萎縮態勢。目前,以固高科技、雷賽智能、成都樂創、眾為興為代表的國內品牌占據了70%以上的市場份額。 運動控制作為現代化設備的核心控制部件,高速、高精度始終是運動控制技術追求的目標。如今,專業化、視覺化、個性化的運動控制器已是一個新的發展方向,更加具有開放性、功能趨于整合的運動控制器將引領發展潮流。

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