点胶控制系统产业可行性研究

点胶控制系统产业可行性研究

当前，我国已转向高质量发展阶段，正处于转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的攻关期，但制造业供给与市场需求适配性不高、产业链供应链稳定面临挑战、资源环境要素约束趋紧等问题凸显。站在新一轮科技革命和产业变革与我国加快高质量发展的历史性交汇点，要坚定不移地以智能制造为主攻方向，推动产业技术变革和优化升级，推动制造业产业模式和企业形态根本性转变，以鼎新带动革故，提高质量、效率效益，减少资源能源消耗，畅通产业链供应链，助力碳达峰碳中和，促进我国制造业迈向全球价值链中高端。鼓励智能制造系统解决方案供应商与用户加强供需互动、联合创新，推进工艺、装备、软件、网络的系统集成和深度融合，开发面向典型场景和细分行业的解决方案。聚焦中小微企业特点和需求，开发轻量化、易维护、低成本的解决方案。加快系统解决方案供应商培育，推动规范发展，引导提供专业化、高水平、一站式的集成服务。运动控制行业经营模式及经营特征运动控制系统产品一般装配于下游客户设备中，需要根据下游产品要求做出设计调整，以满足客户对于性能参数的要求。由于运动控制产品应用领域非常广，且产品种类多，不同领域之间的产品差异显著，同一领域不同客户对同类运动控制产品的诉求不同，因此，针对标准化的产品需求，运动控制厂商一般采用备货式生产，而针对定制化、非标准化的产品需求，运动控制厂商则主要采用订单式生产。加大财政金融支持加强国家重大科技项目、国家重点研发计划等对智能制造领域的支持。落实首台套重大技术装备和研发费用加计扣除等支持政策。鼓励国家相关产业基金、社会资本加大对智能制造的投资力度。发挥国家产融合作平台作用，引导金融机构为企业智能化改造提供中长期贷款支持，开发符合智能制造特点的供应链金融、融资租赁等金融产品。鼓励符合条件的企业通过股权、债权等方式开展直接融资。加强自主供给，壮大产业体系新优势依托强大国内市场，加快发展装备、软件和系统解决方案，培育发展智能制造新兴产业，加速提升供给体系适配性，引领带动产业体系优化升级。（一）大力发展智能制造装备针对感知、控制、决策、执行等环节的短板弱项，加强用产学研联合创新，突破一批基础零部件和装置。推动先进工艺、信息技术与制造装备深度融合，通过智能车间/工厂建设，带动通用、专用智能制造装备加速研制和迭代升级。推动数字孪生、人工智能等新技术创新应用，研制一批国际先进的新型智能制造装备。（二）聚力研发工业软件产品推动装备制造商、高校、科研院所、用户企业、软件企业强化协同，联合开发面向产品全生命周期和制造全过程的核心软件，研发嵌入式工业软件及集成开发环境，研制面向细分行业的集成化工业软件平台。推动工业知识软件化和架构开源化，加快推进工业软件云化部署。依托重大项目和骨干企业，开展安全可控工业软件应用示范。（三）着力打造系统解决方案鼓励智能制造系统解决方案供应商与用户加强供需互动、联合创新，推进工艺、装备、软件、网络的系统集成和深度融合，开发面向典型场景和细分行业的解决方案。聚焦中小微企业特点和需求，开发轻量化、易维护、低成本的解决方案。加快系统解决方案供应商培育，推动规范发展，引导提供专业化、高水平、一站式的集成服务。运动控制行业技术的发展趋势（一）运动控制行业高精度化点胶技术作为电子封装工业表面贴装技术，近年来，随着消费类电子产品朝智能化、小型化、多功能化和高度集成化不断发展，加工精度要求越来越高，从而对点胶控制系统的控制精度、点胶路径的示教精度、胶阀出胶精度亦要求较高，比如点胶路径的示教精度，目前很多电子器件已经无法通过人眼直接观察产品进行示教，传统依靠人工示教方式的点胶技术已不能满足精度要求，需要通过机器视觉对器件进行三维建模来规划加工路径规划，降低示教难度、提升示教精度。（二）运动控制行业多轴联动及柔性化点胶工艺目前在消费电子、新能源、半导体、汽车电子等领域已得到广泛应用并快速发展，异形工件、曲面工件及大型工件点胶加工需求也正日益增多。由于常规三轴自动点胶只能在单一维度移动并执行点胶作业，当对复杂构型产品进行点胶作业时，其可适用的工件大小和点胶面都有限制，此时，除需要机器视觉对器件进行三维建模来规划加工路径规划外，还需要通过多轴设备手眼标定技术和多轴联动控制技术，最终才能实现高精度、高速度和高柔性的点胶或涂胶作业。（三）运动控制行业控制速度和精度不断提升长期以来，运动控制技术不断挑战新的速度和精度，未来相当长一段时间仍然延续这一重要的发展趋势。电子制造设备等下游行业将不断推动运动控制技术向高速高精方向发展，而计算机技术、新型传感器、新的电机驱动技术等将为运动控制技术向高速高精方向发展提供技术保障。（四）运动控制行业系统功能智能化随着制造技术的快速发展，通过将人工智能、大数据、实时以太网等技术和运动控制技术有机融合，可实现对加工过程的全面感知、智能控制以及远程监控，从而增强系统处理能力，并在一定程度上具备设备故障预测、诊断和恢复能力，从而进一步提高加工效率和加工质量，降低对系统使用人员的要求。提升公共服务能力鼓励行业组织、产业园区、高校、科研院所、龙头企业等建设智能制造公共服务平台，支持标准试验验证平台和现有服务机构提升检验检测、咨询诊断、计量测试、安全评估、培训推广等服务能力。制定智能制造公共服务平台规范，构建优势互补、协同发展的服务网络。建立长效评价机制，鼓励第三方机构开展智能制造能力成熟度评估，研究发布行业和区域智能制造发展指数。运动控制行业挑战（一）运动控制行业产业配套不足，关键零部件依赖进口运动控制行业的芯片主要通过电子元器件分销商向国际知名品牌采购，包括处理器芯片、逻辑芯片、存储芯片、电源芯片等。近年来，国际政经局势动荡、全球贸易摩擦加剧，芯片等关键原材料供应出现短缺或供应紧张，对运动控制行业带来不利影响。（二）运动控制行业高端专业人才短缺运动控制涉及软件算法、电子、通信、光学、自动化及机械等多学科知识，属于知识和技术密集型行业，同时需要结合工业一线应用场景进行不断知识积累反馈、经验吸收和技术迭代，是基础研究和应用实践紧密结合的高竞争壁垒领域。随着产品和工艺装备的精密度与复杂性的进一步提高，技术综合程度不断增加，以及生产工艺过程日益成为一个各工序紧密联系着的有机整体，现代智能制造对产业技术人才提出了更高的挑战。当前智能制造产业的高技能人才尤其是高端复合型人才紧缺严重，而高技能人才培养时间长，难度大，行业高素质人才的紧缺一定程度上制约了整个行业的发展，亟需打造真正有效的产学研培育模式，满足产业人才的迫切需求。运动控制行业基本情况运动控制是一门关于如何运用计算机、电子元件、电动机、机械零件等对物体的位置和速度进行精密控制的技术。运动控制技术起源于19世纪中期对直流电动机传动的控制，到19世纪末，交流电动机传动得到广泛的应用。初期的运动控制通常只能通过行程开关实现点到点的启停控制。20世纪初期，工业制造业开始采用大批量生产方式的新技术，即在零件加工中大量使用专用机床，在装配工序中采用流水线作业，形成了刚性生产线。在此期间，运动控制技术逐渐从位置和速度控制发展到位置、速度和力矩控制，从单轴控制发展到轨迹控制等多轴联动控制。20世纪80年代后期，以日本品牌为代表的外资品牌开始进入中国市场，成为中国运动控制行业的开端。经过30多年的发展，受益于国内产业升级、设备制造业的产品结构调整、机械设备自动化水平提高和产品应用领域的不断扩大，通过消化吸收国外先进技术及自主创新，不断汲取现代控制理论、微电子学、计算机技术等领域的理论创新成果与先进的技术手段，国内运动控制行业快速发展，成为工业自动化产业中发展最为活跃的领域之一。运动控制产品主要包括运动控制器、伺服系统和步进系统。运动控制器为伺服系统和步进系统的控制装置，随着技术的进步和完善，运动控制器从以单片机、微处理器或专用芯片作为核心处理器，发展到以DSP/ARM和FPGA为核心处理器的运动控制器。根据应用范围，运动控制器可分为通用运动控制器和专用控制器。通用运动控制器一般为用户提供二次开发接口，设备制造商根据其设备的控制需求基于运动控制器编程开发控制系统；专用控制器是为特定应用领域开发的控制器（如数控机床、激光切割控制系统、激光标刻控制系统、点胶控制系统等），由控制器厂家根据行业应用工艺需求完成应用软件的开发，设备制造商无需二次开发即可直接使用。伺服系统由伺服驱动器和伺服电机构成，伺服驱动器可按照运动控制器发出的指令要求，对功率进行放大、变换与调控等处理，通过驱动装置对伺服电机实现位置、速度和转矩的控制。伺服系统可与编码器等位置检测反馈装置形成闭环系统，实现高精度定位，主要应用于高精度的定位系统。步进系统由步进驱动器和步进电机构成，步进系统按照运动控制器发出的指令脉冲工作，按照设定的方向转动相应的角度，实现准确定位。通过指令脉冲的频率可控制步进电机的转速和加速度实现准确调速。按照是否设置位置检测反馈装置，是否构成运动反馈控制回路，步进系统可分为开环步进系统和闭环步进系统。运动控制技术已成为现代装备制造业的核心技术之一，除了应用于数控机床、印刷机械、纺织机械、包装机械、食品机械等传统制造装备领域，随着计算机、通信和消费电子产品的快速发展，也广泛应用于半导体制造装备、电子制造设备、工业机器人、激光装备等新兴智能制造装备领域。我国运动控制行业已经形成完全市场化的竞争格局。目前，国内运动控制产品的整体市场格局中，外资品牌仍占据较大份额，但得益于中低端运动控制产品庞大的市场规模，聚焦于此的国内厂商市场份额快速提升并在通用运动控制器、步进系统等细分品类中实现进口替代。在初步完成技术及资金积累后，国内厂商也积极拓展中高端产品市场。加快系统创新，增强融合发展新动能强化科技支撑引领作用，推动跨学科、跨领域融合创新，打好关键核心和系统集成技术攻坚战，构建完善创新网络，持续提升创新效能。加强关键核心技术攻关。聚焦设计、生产、管理、服务等制造全过程，突破设计仿真、混合建模、协同优化等基础技术，开发应用