人形机器人运动控制行业分析 (31 页)

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目录

1.人形机器人“小脑”有望成为主赛道 ..... 5

1.1 从工业机器人起步，详解什么是人形机器人的“小脑” .... 5

1.2 人形机器人“大脑”快速迭代，“小脑”重要性日渐提升.... 13

1.3 以史为鉴，“小脑”商业模式思考 ..... 15

1.4 AI 技术对“小脑”也有显著加持，但主要是解决数学计算环节，不改变运行逻辑 .... 18

2.谁能在本轮“小脑”成长机会中脱颖而出？ ...... 21

2.1 具备高端装备高速、高精多轴联动控制能力：固高科技、华中数控、科德数控 .... 21

2.2 具备工业机器人运动控制能力：拓斯达、埃夫特、埃斯顿 ...... 26

3.投资建议 ..... 31

4.风险提示 ..... 31

图表目录

图表1： 机器人基本组成...... 5

图表3： 工业机器人常见控制方式...... 6

图表4： 仿人机器人运动控制器芯片架构.... 6

图表5： 工业机器人控制软件的基本功能架构.... 7

图表6： 通用运动控制器主要分类...... 7

图表7： 工业机器人的单关节控制原理...... 8

图表8： 将其他关节的影响作为前馈项引入控制器构成多关节控制系统...... 8

图表9： 工业机器人运动控制系统原理...... 8

图表10： 人形机器人“小脑”输入端更复杂 ....... 9

图表11： 人形机器人是一个人工智能级运动控制系统落地场景..... 9

图表12： 控制轴数越多运动控制系统越复杂.... 10

图表13： 工业机器人一般控制轴数最大到7 轴...... 10

图表14： 人形机器人仅下肢就有14 个自由度，控制难度大幅增加..... 11

图表15： 四自由度双臂人形机器人构成.... 11

图表16： 工业机器人控制时涉及正向运动学计算、逆向运动学求解.... 12

图表17： 人形机器人的运动学模型比工业机器人复杂的多.... 12

图表18： 倒立摆模型为最基础的机器人平衡控制运动学模型...... 13

图表19： Figure VLAs 模型是人形机器人“大脑”的一个重大升级 ....... 13

图表20： Helix 通过部署两个模型解决了VLMs 响应速度慢的问题 ..... 14

图表21： Figure 提出了全新的人形机器人规模化曲线 ....... 14

图表22： 随着预训练大模型快速发展，对“小脑”的要求也会越来越高 ...... 15

图表23： 人形机器人的技术进步是一个基础模型、运动控制、传感等技术互相加强的过程.... 15

图表24： 西门子、发那科、三菱均以标准产品为主，配套各类机床厂商.... 16

图表25： 哈斯自研数控系统与机床.... 16

图表26： 宇树科技作为早期入局者后续或采用自研“小脑”的一体化布局 .... 17

图表27： 机床行业的开放式数控系统会有大量二次开发的接口.... 17

图表28： 具有自适应、自感知、自学习、自交互、自执行能力的数控系统为未来发展趋势.... 18

图表29： 直线插补、圆弧插补为数控系统最常见的插补功能...... 18

图表30： 基于神经网络的曲线插补加工流程.... 19

图表31： 采用神经网络插补可降低误差.... 19

图表32： 分段式丝杠热误差补偿技术路线...... 19

图表33： 神经网络热误差建模流程图...... 20

图表34： 发那科采用机器学习的AI 伺服调整功能....... 20

图表35： 发那科采用机器学习的AI 热误差补偿功能..... 20

图表36： 华中数控数控基于华中9 型数控系统打造的智能体系架构.... 21

图表37： 固高科技面向高端装备领域拥有大量技术积累...... 21

图表38： 机床数控系统控制原理...... 22

图表39： 数控系统软件构成较为复杂...... 22

图表40： 数控系统壁垒极高，海外龙头技术实力领先.... 22

图表41： 步进扫描光刻机系统结构图...... 23

图表42： 欧姆龙赋能贴片机性能提升且兼容性更强...... 23

图表43： ACS 运动控制系统在半导体设备领域具有丰富应用经验 ...... 24

图表44： 固高科技主要产品...... 24

图表45： 固高科技下游行业不断突破...... 25

图表46： 华中数控自研数控系统实现与海外龙头全面对标.... 25

图表47： 华中数控工业机器人控制、伺服驱动均采用自研技术.... 26

图表48： 科德数控自研五轴机床数控系统在运控领域有深厚技术积累...... 26

图表49： 拓斯达、埃斯顿、埃夫特工业机器人均配套有自己的控制器...... 27

图表50： 拓斯达单台控制器可直接控制双臂机器人...... 27

图表51： 智能焊接机器人在架构上也更接近人工智能级控制...... 28

图表52： 拓斯达新一代X5 机器人控制器平台....... 28

图表53： 拓斯达X5 机器人控制平台端侧工业控制方案实施能力展示....... 29

图表54： 埃斯顿提供包含运动控制的完整解决方案...... 29

图表55： 埃斯顿“机器人+智能化”布局 ..... 30

图表56： 埃夫特规划了“云-边-端三脑协同”架构 .... 30

图表57： 埃夫特通过构建智能机器人通用技术底座加速机器人产业化落地...... 30