毋庸置疑,機器人行業(yè)在國產(chǎn)化之路上最大的掣肘就是核心零部件。而在對外采購配套零部件方面,位移傳感器占比接近三分之一,但隨著國產(chǎn)廠家的進一步發(fā)展,這個比重正在逐年下降。
但是實話講,無論是精密位移傳感器還是伺服系統(tǒng),現(xiàn)在壟斷全球行業(yè)的基本都是歐美日企業(yè),中高端位移傳感器基本被進口產(chǎn)品所壟斷,造成國產(chǎn)品性能和價格都無法與進口產(chǎn)品有效的競爭,無法發(fā)揮國產(chǎn)優(yōu)勢。
而如果說高精度編碼器在工業(yè)領(lǐng)域還能靠錢去買,那么在軍工領(lǐng)域,不能自主化就是災(zāi)難。
如日本多摩川的旋轉(zhuǎn)變壓器幾乎一統(tǒng)天下,占領(lǐng)了90%以上的軍品市場,這對于國防事業(yè)來說是一個非常危險的隱患,尤其是在制導(dǎo)彈藥等消耗性
裝備上將更加危險。
更有甚者例如德國就規(guī)定旋轉(zhuǎn)位移傳感器精度3-5角秒的民品規(guī)格產(chǎn)品需要政府間協(xié)議才能對華出口,精度高于3角秒的一律禁止對華出口。
這就倒逼著位移傳感器等核心元器件必須國產(chǎn)化。
9月26日,成都伊貝基科技有限公司(以下簡稱“伊貝基”)先進生產(chǎn)基地開工儀式在江油市工業(yè)園隆重舉行。這是一家專注“精密位移傳感器”和“精密運動伺服控制”的公司,在經(jīng)過了十余年的潛心研發(fā),目前已經(jīng)在航空航天、軍工、機器人、工業(yè)自動化、精密測量技術(shù)、醫(yī)療器械等領(lǐng)域有所建樹。
這次的江油伊貝基先進生產(chǎn)基地總投資1000萬元,占地面積約2000多平米,主要由高規(guī)格萬級超凈車間和恒溫精密裝配車間及輔助加工設(shè)施組成,建成后將有效提升伊貝基位移傳感器的產(chǎn)能,達到單班年10萬套以上的生產(chǎn)能力,能更好地適應(yīng)市場日益擴大的需求。
“為什么要投資江油伊貝基生產(chǎn)基地?核心元器件的國產(chǎn)化是必然趨勢,但是更重要的是我們高精度低價格的編碼器越來越被客戶接受和期待,我們需要擴大產(chǎn)能來滿足不斷發(fā)展的智能制造。”伊貝基董事長呂力說。
呂力同時認為:“很多國產(chǎn)企業(yè)之所以難以成長,很重要的一點就是沒有市場改良機會。沒有經(jīng)過市場改良的產(chǎn)品也永遠只能是實驗室產(chǎn)品,不能產(chǎn)業(yè)化。”
但伊貝基不是,伊貝基的自有專利核心技術(shù)主要與中科院、中電科、國家精密微特電機工程中心和上海交通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)在內(nèi)的一大批國內(nèi)優(yōu)質(zhì)研究院和知名高校合作,同時在市場驗證方面,除了供貨中航集團、中國航天、兵器兵裝、中船重工等大型國企之外,綠的諧波、新華醫(yī)療、東軟醫(yī)療等一大批民營企業(yè)也在將其列入重要合作伙伴。
更重要的,伊貝基已經(jīng)打入外國市場。例如美國的主做光通訊的Optoplex、德國生產(chǎn)測量儀器的Mahr公司以及以色列兩大著名軍工企業(yè)之一的Raphael集團。
伊貝基核心技術(shù)優(yōu)勢
技術(shù)打開市場,市場反哺研發(fā),伊貝基潛心技術(shù)研發(fā)十余年,現(xiàn)在技術(shù)路線已然成熟。
■位移傳感器
伊貝基核心位移傳感器在結(jié)構(gòu)上采用自有的專利反射方式,克服了傳統(tǒng)透射方式為避免光的干涉和衍射對狹縫寬度的限制,無法在光柵的物理精度上進一步提高。
同樣原理,克服了透射狹縫長度限制了碼盤的最小直徑。因此伊貝基傳感器可以做到傳統(tǒng)傳感器的2-64倍精度,最小外殼直徑僅5mm(精度1024 cpr)。反射式碼輪和直線光柵尺采用特殊保密工藝處理后的不銹鋼材質(zhì),抗沖擊能力極強。
在傳感器核心算法上,伊貝基采用多光柵同時讀取多道碼條,再計算出實際要測量的空間位置。
因為沒有了干涉和衍射的限制,物理精度得以極大的提高;多光柵同時讀取算法減小了因偏心等引起的傳感器與碼條之間間距變化對精度的影響;光信號不受空間電磁干擾,誤碼率極低;一體化讀頭傳感器芯片極小,最小的僅3x4x0.9mm。
因此,伊貝基可以做出全球最小、同尺寸精度最高、抗干擾能力極強的旋轉(zhuǎn)和直線位移傳感器。
■伺服矢量驅(qū)動技術(shù)
伊貝基科技在伺服系統(tǒng)中運用矢量驅(qū)動算法,使驅(qū)動控制系統(tǒng)具有動態(tài)響應(yīng)快、定位和速度準確度高,功率密度大,效率高,噪音低等特點。
伺服驅(qū)動模塊配置伊貝基獨有的高精度光電位移傳感器可以實現(xiàn)高精度大范圍的調(diào)速目的,能大幅度提高電機的輸出效率,還能在零速下提供額定扭矩。在同樣的扭矩需求下可以減少伺服系統(tǒng)對減速器減速比的要求,甚至可以實現(xiàn)電機直驅(qū)調(diào)速范圍達0.01~2000 rpm的技術(shù)指標(biāo)。
■通用通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換
從傳感器出來的信號要轉(zhuǎn)換為客戶需要的通訊標(biāo)準信號,為了滿足不同的用戶的需求就要分別開發(fā)很多不同的接口板,要用到很多的進口芯片,導(dǎo)致接口電路復(fù)雜龐大且互相不兼容,降低系統(tǒng)的可靠性,大大增加成本。
為此,伊貝基通用通訊芯片內(nèi)包含了現(xiàn)軍、民品常用的大部分通訊協(xié)議,且各個協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換翻譯完全使用自有的算法,避免
知識產(chǎn)權(quán)糾紛,同時本著夠用即可的基本原則嚴格控制芯片規(guī)模,以降低芯片的成本。
現(xiàn)大部分通訊協(xié)議都已基本通過了FPGA仿真,再需要一些時間就可以完成全部的算法和電路的FPGA仿真。伊貝基在設(shè)計時充分考慮到了通用性,不僅可以與伊貝基傳感器和伺服驅(qū)動單元配套,也可以在絕大部分需要轉(zhuǎn)換通訊協(xié)議的場合中使用。
■驅(qū)動控制集成技術(shù)
隨著技術(shù)的不斷更新,驅(qū)控一體、電控一體已經(jīng)越來越成為一種發(fā)展趨勢。以往的系統(tǒng)內(nèi)部需分開布置電機、控制器和驅(qū)動器,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,伊貝基則將控制器集成在電機內(nèi)部,采用串行或總線輸出模式,線路簡單,保證內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置簡單,重量輕,成本低同時大大減小故障率,縮小安裝空間。
三大核心產(chǎn)品方向
伊貝基最核心的技術(shù)主導(dǎo)產(chǎn)品是位移傳感器。這是伊貝基核心技術(shù)的直接產(chǎn)物,也是公司賴以屹立行業(yè)的基礎(chǔ)。位移傳感器市場有足夠的巨大空間支撐發(fā)展,伊貝基的核心技術(shù)也有足夠高的技術(shù)門檻以確保市場地位。
作為工業(yè)自動化和機器人的核心,伺服驅(qū)動系統(tǒng)是幾乎所有機械動作的動力驅(qū)動核心,其精密程度和智能化程度直接決定著工業(yè)能力的高低。伊貝基伺服驅(qū)動單元及其衍生出來的機器人關(guān)節(jié)、全閉環(huán)精密減速機屬于在機器人與工業(yè)自動化中的應(yīng)用與橫向拓展產(chǎn)品。
伊貝基伺服驅(qū)動單元產(chǎn)品將為那些自己并不擅長驅(qū)動組合研發(fā)的應(yīng)用單位提供解決方案。同時給自己矢量驅(qū)動和通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換等做技術(shù)積累。
最后一個方向是伊貝基技術(shù)在航空航天與軍工領(lǐng)域的應(yīng)用,由于軍工產(chǎn)品對國產(chǎn)化的特殊要求,伊貝基技術(shù)非常適合軍工產(chǎn)品的要求。目前已經(jīng)應(yīng)用的有光電吊艙、舵機與電傳控制、制導(dǎo)炮彈、制導(dǎo)火箭彈、航空供氧與代償服壓力調(diào)節(jié)閥等等。
軍工項目雖然有高回報,但由于其較長的研發(fā)周期特點,短期內(nèi)難以見到較大的經(jīng)濟效益與市場反饋。
所以在未來的一段時間里,伊貝基將把主要資源投向工業(yè)產(chǎn)品,以在較短的時間內(nèi)提高企業(yè)的盈利能力和規(guī)模。在力所能及的范圍內(nèi)利用現(xiàn)有的技術(shù)、設(shè)備和人力資源兼顧軍工產(chǎn)品。
成都伊貝基科技有限公司是國家高新技術(shù)企業(yè),投入逾兩千萬元,經(jīng)歷了10余年的潛心研發(fā),在“精密位移傳感器”和“精密運動伺服控制”核心技術(shù)上積累了豐富的經(jīng)驗,獲得了一系列相關(guān)
知識產(chǎn)權(quán)授權(quán),儲備了大量對應(yīng)的專有技術(shù),建設(shè)了一支穩(wěn)定的核心技術(shù)團隊。
成都伊貝基科技有限公司已在包括航空航天、軍工、機器人、工業(yè)自動化、精密測量技術(shù)、醫(yī)療器械等領(lǐng)域有所建樹,相關(guān)產(chǎn)品獲得了用戶的認可。在確保核心技術(shù)的不斷深入和保持領(lǐng)先的狀態(tài)下,正在尋機集中力量在某個或某幾個行業(yè)發(fā)力,盡快做大做強。