1、运动控制器为运动控制开始
运动控制器由轨迹生成器、插补器、控制回路和步序发生器四部分构成。首先由轨迹生成器计算出任务希望的理想轨迹,插补器根据位置或速度反馈单元的实际状态,按照轨迹生成器的要求,计算出驱动单元下一步将要执行的命令,然后交由控制回路进行精确控制。如果是步进电机,则还有一部分就是步序发生器,步序发生器根据控制回路控制指令进一步生成控制相序和脉冲,达到控制运动对象的目的。
根据观研报告网发布的《中国运动控制器行业发展深度研究与投资前景分析报告(2023-2030年)》显示,运动控制器的硬件按照核心器件组成包括基于微处理器(MCU)、专用芯片(ASIC)、PC-Based、数字信号处理芯片(DSP)、可编程逻辑控制器(PLC)、多核处理器等。
运动控制器分类(按照核心器件组成)
2、通用运动控制器分为PLC控制器、嵌入式控制器、PC-based控制卡
根据平台不同,通用运动控制器可以分为PLC控制器、嵌入式控制器和PC-Based控制卡三大类。
数据来源:观研天下整理
通用运动控制器主要分类
分类
特点
应用领域
PLC控制器
系统简单,体积小,可靠性高,但不支持复杂算法,可以通过在PLC平台上,添加驱动步进电机或伺服电机的位置控制模块,在为各种机械设备提供逻辑控制的同时,提供运动控制功能
可以用于圆周运动或直线运动的控制,广泛应用于各种机械、机床、机器人和电梯等行业
嵌入式控制器
涵盖从简单到复杂的各种运用,具有应用灵活、稳定性高、定制性强、价格便宜、操作和维护方便的特点
在针织机械、激光、切割、点胶机等设备制造行业有广泛的应用
PC-Based控制卡
系统通用性强、可拓展性强,能够满足复杂运动的算法要求、抗干扰能力强,可供用户根据不同的需求,在DOS或Windows等平台下自行开发应用软件,组成各种控制系统
主要应用于电子、半导体、工业机器人、包装等领域
数据来源:观研天下整理
3、我国运动控制器市场规模持续扩大,PC-Based控制器正逐步替代PLC控制器
近年来,在国家政策支持下,通过自主研发、工程化、产业化攻关,国内高档数控系统的开发和成果转化能力发展空间广阔,市场规模也不断扩大。根据数据,2018年中国运动控制器市场规模达到73.58亿元,同比增长3.5%,预计2025年市场规模有望突破100亿元。
在细分市场结构方面,PC-Based运动控制器价格比传统的专用控制器优惠,功能上比PLC能够实现更为复杂的运动控制;在一些行业中,PC-Based或专用控制器正逐步替代PLC,如PC-Based控制器在雕刻机、半导体、物流、激光加工行业增长较快。根据数据显示,2020年,PC运动控制器、专用控制器、PLC控制器在我国市场份额占比分别为34.6%、37.8%和27.6%。
4、国内运动控制器市场主要以外资品牌主导,乐创技术深耕点胶工艺类控制领域
在市场竞争方面,由于国际运动控制器巨头起步时间较高,技术研发实力强劲,产品经过市场的长久认证,市场口碑良好。而国内运动控制器行业起步时间晚,产品技术和性能方面与外资企业相比差距较大。不过,近几年在政策支持下,柏楚电子、维宏股份、金橙子、乐创技术、雷赛智能等国产企业加大研发投入,并通过学习、吸收、消化国际先进控制技术,并且逐步掌握核心控制技术,国产化进程加快。
以固高科技为例,固高科技二十余年来专注于运动控制及智能制造的核心技术研发,形成了运动控制、伺服驱动、多维感知、工业现场网络、工业软件等自主可控的技术体系,构建了“装备制造核心技术平台”,为各行业2000多家装备制造商累计部署超过50万套先进运动控制系统,协助装备制造商开发出适应终端产业发展且具备高性能、高性价比的工业装备。固高科技以运动控制技术为核心,形成运动控制核心部件类、系统类、整机类的产品体系。