什么是？智能需要什么样的伺服系统？2016中国国际机器人论坛上，演讲嘉宾清能德创电气技术（北京）有限公司副总经理汤小平就《面向智能机器人下一代伺服系统》为题，对上述问题发表了自己的见解，阐述了作为核心零部件之一的伺服驱动如何参与人机融合的时代。以下是演讲整理文字：

　　前面的专家谈到人机融合对智能机器人的看法，而我们从核心零部件，从伺服这个角度来看我们能够做一些什么？

　　我今天汇报内容有四个部分，第一个先简单介绍一下我们公司，因为有些朋友可能不知道我们公司是干什么的？第二个就是简单的讲一下什么是智能机器人。第三个讲一下智能机器人需要什么样的伺服系统？最后讲一下目前我们做哪些工作？

　　先简单介绍一下我们公司，清能德创成立于2012年，位于北京丰台科技园，我们是专门研发高性能伺服驱动系统及解决方案的一家企业。其实伺服的领域，它可以应用到很多的领域。

　　第二个介绍一下什么是智能机器人？

　　智能机器人从我们理解机器人的发展也是经历了一个阶段，现在用的比较多的传统的，我们认为这种机器人，也可以把它理解成为一种智能化的设备，它跟机床钣金这些都没有特别大的区别，随着技术的发展，下一步就是这种协作性的机器人，比较流行的就是人机融合的机器人，这些机器人具有一定的感知能力，碰到人的时候，或者碰到障碍物的时候能够避开，从人机协作的角度可以保护人。

　　可以跟人进行协作，未来就是智能机器人，能够感知外部环境的变化，能够进行思考，还能够进行反馈，最重要的可以进行一些自主的判断。我觉得这是未来智能机器人的一个方向。这个就是刚才讲的智能机器人，他是一个感知，有很多的传感器，可以感受外界环境的变化，通过算法具有一定的学习能力，最后可以自己作出行动。

　　我们智能机器人，需要什么样的一个伺服系统呢？从我们核心零部件来看，如果智能机器人这样发展下去，我们伺服能够做什么工作？

　　首先从我们的理解来说，伺服是智能机器人的一个执行结构，如果我们做一个智能化的机器人，要具备哪些特点或者功能？一个网络化的，一个模块化的，还有智能化的，还有就是安全，还要健康和节能，我们准备从这5个方面来展开。

　　首先就是网络化的，我们认为未来工业机器人的伺服，应该是网络化的伺服，工业实时以太网，我们伺服也分了几代，从过去，到将来，早期可能是伺服，如果大家做过伺服的可能知道，现在通过一些总线控制，将来我们认为它通过一个实时的以太网进行控制，下面一个比方，有点类似于早期的模拟机，到后来的数字机，到现在的智能机，是不同时代的产品。

　　工业实时以太网，现在比较流行的有Ether CAT、SERCOS、PROFI NET等。下面介绍Ether CAT，高速实时通讯，有点双向的像高速公路，主要是说明它的速度之快，比如说它分布100个节点，只要30个微秒可以把数据采集过来，如果有100个伺服，可以在100微秒之内数据采集过来，速度非常快。

　　Ether CAT的数据传输，它本身里面有数据的标签，我们有若干个伺服，每个人都有一块表，这个表保证同步的，这样就保证大家做同步动作的时候，它的同步性非常好的，按照官方宣布的精确度可以小于微秒，我们公司也是第一家获得Ether CAT获得一致性认证的产品。

　　我们认为未来的伺服应该是一个模块化的伺服，这个模块不仅仅是指软件，也有硬件的模块化。先讲一下硬件模块化，通用的一个工业机器人，它的机械臂，里面是本体，里面有电机，有一般的控制柜，而现在机器人的一个机器关节，它里面包括了电机、编码器和伺服驱动器。我们认为未来机器人应该是这样的一个关节，而不是分开的带来一大柜子的关节。

　　另外在硬件上面集成度越来越高，左边我们演示的这个，是现在的一个伺服驱动器标准的控制，将来随着进一步的提高，可能集中在一块，再发展下去也有可能把单边系统，再加上驱动，再加上传感器，所有东西全部集中一起。

　　硬件模块化设计，如果把伺服驱动全部做到一个关节里面，你可以做的非常小，在关节里面，它的散热肯定不太好的，这个时候对效率，对伺服的耐热也是很高的考验，所以这个时候，我们可能要采用一些特殊的器件，比如说像碳化硅，或者是氮化镓可能会用到，碳化硅在国内这几年发展非常快，据我所知对效率追求比较极致的地方，比如说太阳能发电，还有像电动车这个地方，其实碳化硅已经开始在大量的应用了。碳化硅的效率，前几点刚了解一下，这个效率大于99%，有的地方号称达到99.5%，这个效率基本上达到100%，已经接近人的极限了，它效率做的非常高，如果将来我们把这个关节做的非常小，我们要采用一些新兴的器械。碳化硅还有一个好处它的开关频率，可以做到100K，机器人总是不停的运动停止，很多的特点我们认为都适合一体化关节里面去用。

　　再讲一个硬件的模块化，或者说传感器集成，大家都知道编码器很多都是放电机上面，因为电机和驱动器本身集成一块的，有些技术，通过这些技术编码直接放驱动器里面，这样不但对成本也好，对体积也好，我觉得都是一个升级，或者说是一个创新。刚才那个地方也看到了，除了体积很小之外，可能只用一根电源线这个机器人就可以动了，就跟你的家电一样。模块化设计，除了硬件的模块化设计和硬件的模块化设计，还有软件的设计，伺服系统可以有自己的一个操作系统，这个操作系统当然不是像windows操作系统这么复杂，它一个接口的驱动程序，做伺服都知道不同的编码器，不同的接口，这些协议都不一样，如果我们都放到一个类似于操作系统上面去，我们匹配的时候不容易，但是上面可以加一些伺服的控制，这样的话伺服的控制变的非常简单，我调用谁的编码器，这个伺服控制越来越简单。这是我们的一个设想，我们认为将来，我们的伺服如果要在智能机器人用的话，可能要朝着这个方向发展。

　　接下来讲一下智能化这一块，动态控制技术，刚才讲的软件的模块化，有些东西经过模块化，我们需要的时候可以调用，一些电机，包括运动控制的切换等等，这个可能比较专业，我们很多的功能都做成软件的模块化，随时进行调用，有些地方大量采用自动的辨识，让这个机器人变的更智能一些。

　　还有一个就是控制模式的变化，我们现在很多的控制模式，比如说位置同步，或者说速度同步，有嘉宾也说了，这可能是一个混合的，他们举一个机器人的例子，前面是运动控制比较多，比如说我做的一个工作，装齿轮，接触齿轮的时候转成运动模式，可以感受到有没有接触到，多大的力去装配这个东西，未来控制模式一定是混合的控制模式，一定是根据环境和工作的要求，自动的进行一些模式的切换，然后条件出现突变的时候，机器人碰到人，或者碰到一个什么障碍物的时候，要能够自动的适应，改变它的控制模式，或者进入一个其他的模式。

　　接下来就讲讲伺服控制里面的信息和人身安全，之前说到安全的话，一般都是IT里面经常说到，计算机的防火墙，或者是一些软件的加密，很多人都认为在IT行业，随着工业互联网的普及，伺服是工业互联网直接连过去的，通过网络可以远端控制这样一个设备，那样就带来一个安全问题， FSOE，在这个里面加了类似于网端的东西，防止落到没有授权的人手上，已经考虑到这个。

　　除了信息安全还有人身的安全，说的最多就是人机协作，我看这个图很多人用了，机器人和人协作的时候有一个安全的基础，功能安全，希望停的时候，一定保证机器人能够停下来，这是功能安全。碰到人的时候它的电流防止变化，防止对人造成伤害，还有速度和间距的控制，加上视觉，可以判断接近障碍物的时候进行速度的控制。

　　最后讲一下健康和节能，这里面其实上午很多专家都已经讲了，如果把它理解成一个人的话，有经常需要考虑的，有可能会生病，或者说不工作这种情况，这个时候结合现在的一些大数据，或者说云计算这些东西，有了互联网这些东西以后，这些可以实现的，可以监测机器人各个关节的状态，有些异常的时候能够提前发现，然后进行提前的警告，或者是进行一个维护，我们认为也是将来伺服产品，包括智能产品的趋势，提前诊断到这个关节，或者某一个设备可能会出问题，提前给一些警告，大家说的比较多的是可预测性维护。

　　在伺服里面我们倡导这样的一个概念，在待机的时候是功耗掉的，比如说待机，风扇没有必要很高的速度转，这个本身也是能效节能的技术。

　　我们小结一下，我们刚才从网络化、模块化、智能化、安全、健康节能，主要是从这5个方面讲了一下未来的智能化机器人，需要什么样的伺服？

　　接下来讲讲我们作为一个伺服企业，我们做到了什么程度呢？这是我们推出来的第一款产品，它走的是工业互联网Ether CAT，它具有一些节能和能效管理的特点，节能技术里面，除了一些能效管理之外，本身也是节能的一个架构设计。

　　另外介绍一下我们的R6，是针对工业机器人设计的一个伺服，它可以同时驱动6个，而且它内部集成一些机器人的运动控制和算法，这个安装起来非常的简单，原来是线很多，现在线减少，而且体积也减少很多。

　　功能安全技术，进行产品设计的时候，很多公司，不光是国内，很多日本的企业也考虑这些东西，从12年的时候，我们在第一代产品里面已经把功率安全技术考虑进来了。通俗一点理解，比如说我们要把这个伺服关掉，怎么保证一定能够关掉？这就是我们要考虑的问题，有可能你的指令没有被执行，也可能哪个线出了问题，我想让它关机的时候一定能够关得了。

　　我们的CoolDrive系列伺服已配套两千多台机器人，在全国各个地区都有分布。