据MIR DATABANK数据显示,2025年中国工业机器人市场出货超30万台,同比增长13.6%,2026年总量仍在扩张。
随着中国逐渐成为全球最大工业机器人生产及消费市场以及下游应用场景的持续细分,直角坐标、多关节机器人等不同形态的产品,对控制与驱动系统提出了更精细化的要求,也推动着行业从分立架构向驱控一体的技术路线演进。
01、驱控一体在多关节机器人释放新需求
控制系统、伺服系统被称为工业机器人的“大脑”和“肌肉”,决定了机器人的反应速度、部署效率和运行稳定性。
早些年,传统的工业机器人使用的控制器和驱动器大多是分体设计,安装复杂、占用空间大,综合性能差,成本高、性价比低,无法满足行业的高速发展需求。整机厂通常需要分别采购控制器与伺服系统,自行完成适配联调,跨供应商的技术沟通成本高,问题定位周期长,很多精细化的性能优化难以落地。
在此背景下,驱控一体作为全新的技术路线和技术方案,正以小型化、模块化、整机化等特点,促使工业机器人的升级换代。2025年7月2日,工业和信息化部等八部门联合印发《机械工业数字化转型实施方案》,推动行业数字化转型智能化升级,其中“二、重点任务”之“1.开展共性技术和关键零部件攻关”包括“突破自主学习、优化控制策略等智能控制技术,以及高可靠高集成的可编程控制器、驱控一体化运动控制器等智能控制器”。
过去,驱控一体技术主要用在直角坐标机器人中,在机床、注塑行业应用较为成熟,近年来随着多关节机器人的快速增长,驱控一体控制系统迎来了新的增长空间。
02、多轴同步与算法差异化驱控一体的技术攻坚路
在驱控一体控制系统推出市场之前,运动控制器、伺服驱动器以及伺服电机均以独立核心部件的形式存在,且控制器与伺服驱动器多依据不同控制要求独立开发,两者通过脉冲或标准通讯总线实现信息交互。
从技术底层来看,机器人驱控一体控制系统的研发难点主要围绕机械结构、控制算法、多轴同步、通信实时性、伺服响应五个核心维度展开。
首先是机械结构适配的差异化难题。控制系统是管理和协调机器人位姿和动作的软硬件系统,负责接收传感器的检测信号,并根据操作任务的要求驱动机械臂中的各台电动机。不同形态的机器人基于作业场景的差异,对控制系统的要求各有侧重:
直角坐标机器人多轴运动之间不存在复杂的运动学和动力学问题,需解决好多轴协调控制与同步控制问题,需处理好速度规划、加速度规划、S型轨迹规划、圆弧插补、直线插补等路径计算、运动指令解析执行等;
多关节机器人在关节运动过程中存在运动学耦合和动力学耦合问题,需复杂的运动学和动力学模型来实现多关节的协调运动,进行精确的位置控制和轨迹规划,以完成复杂的三维空间操作任务。
其次是控制算法的落地壁垒。控制器由硬件和软件两部分构成,硬件就是工业控制板卡,包括一些主控单元、信号处理部分等电路;软件主要是控制算法、二次开发等。直角坐标机器人做的是直角空间里的取放、上下料,核心诉求是节拍、定位精度与成本;关节机器人则需要完成笛卡尔空间与关节空间之间的运动学变换,并处理动力学补偿、多轴耦合和连续轨迹控制。即便现有硬件平台可以作为开发基础,但运动学模型、控制算法及参数整定仍需针对关节机器人重新适配与验证。
在多轴联动控制中,还需要考虑各轴之间的运动协调性和同步性,这对算法的复杂度和实时性要求较高。
同时,控制系统的通讯实时性也非常重要。在多轴工业机器人应用场景中,控制器与驱动器之间需进行大量通讯及指令传递,而复杂多样的信号连接不仅导致系统设计难度增加,还会引发连接可靠性低、系统稳定性差、后期维护困难等问题。
除控制系统外,针对不同的机器人类型,伺服系统的开发也有相应的差异。
直角坐标机器人要保证直线运动的准确性,主要在于伺服系统的快速响应能力和驱动系统的稳定性。由于直角坐标机器人动作节拍快、行程长,要求伺服驱动有很好的跟随特性以及长行程高精度控制;
多关节机器人由于负载耦合的原因,伺服系统需要应对时变负载对系统响应速度、动态控制与控制精度的影响。
03、驱控一体的技术价值与企业实践
针对上述痛点,驱控一体技术从架构层面给出了系统性的解决方案。驱控一体是指将伺服系统中的驱动器与上位机控制器集成在一起,提高控制系统灵活性、可靠性,同时降低了成本,使控制系统在更短时间内完成复杂的控制算法。作为全新的技术路线和技术方案,驱控一体正以小型化、模块化、整机化等特点,促使工业机器人的升级换代,其核心优势主要体现在几个方面。
体积小:通过硬件电路集成,将控制器和驱动器合为一体,大幅缩小设备体积和重量,便于安装和部署,尤其适用于空间有限的场景。
部署灵活:简化了传统分体式系统的复杂接线,支持单线连接电源和信号,开机即可运行,减少调试时间和人力成本。
成本降低:减少了独立控制器和驱动器的采购及维护成本,同时降低了布线、安装和调试费用,整体性价比更高。
高可靠性:内部信号传输路径缩短,减少了外部干扰和信号衰减,提高了系统的稳定性和抗干扰能力,尤其在恶劣工业环境中表现更优。
响应速度快:采用高速总线或片内总线技术,实现控制与驱动模块的快速数据交互,提升系统响应速度和实时性。
低耗环保:驱控一体设备通常内置能量回馈功能,可在运动过程中对能量进行回收与再利用,从而降低能源消耗与碳排放。
从行业长期发展趋势来看,随着机器人产品对精度、速度、体积、成本的要求不断提升,驱控一体架构凭借性能与成本的综合优势,正在成为中高端机器人控制方案的主流演进方向。
中国企业通过长期的技术积累与产业整合,已经在驱控一体领域走出了自主化的发展路径,例如固高科技、埃斯顿、新时达、新睿电子等企业。
从机器人企业获取控制系统的方式来看,行业主要形成了自主研发与专业化采购两种路径:一类企业依托自身研发体系,自主开发控制系统,实现控制技术与机器人本体的深度适配;另一类企业则向专业供应商采购控制系统,在此基础上完成本体集成与应用开发。
对于向专业供应商采购控制系统的机器人企业而言,采用成熟的外部控制系统有助于降低前期研发投入、缩短产品导入周期,将更多资源集中于本体设计、工艺应用和客户服务。在这一产业分工下,新睿电子等专业控制系统供应商,通过提供控制、驱动及系统集成方案,为机器人企业提供技术配套,并根据不同机型和应用需求开展适配开发,支持客户形成具有自身特色的机器人产品。
作为更早入局驱控一体的专业控制系统供应商,新睿电子作为行业代表,成长轨迹非常清晰。
从营收数据看,根据公司公开披露数据,2022年至2025年,公司营业收入由1.69亿元增长至3.18亿元,年均复合增长率约为23.50%;归属于母公司股东的净利润由2961.20万元增长至5904.82万元,年均复合增长率约为25.87%。三年间,营业收入累计增长约88.37%,归母净利润接近翻番。
产品端的增长更为显著。2025年新睿电子工业机器人控制系统整体销量达8.44万套,其中驱控一体控制系统销量7.42万套,较2023年实现数倍增长,驱控一体产品已成为拉动公司业绩的核心引擎。收入结构上,2025年公司驱控一体控制系统实现收入1.94亿元,在控制系统业务中占据核心比重,技术方案已经得到下游市场的广泛验证。
可以发现,新睿电子的业绩增长与驱控一体的产业渗透节奏高度契合。
新睿电子于2010年开始研发工业机器人控制系统,是国内较早开展工业机器人控制系统研发的企业之一。经过十几年的技术创新与产品迭代,形成了工业机器人成套控制系统、驱控一体控制系统、控制系统单机、伺服系统等软、硬件相结合的解决方案和产品体系,在直角坐标工业机器人细分市场积累了较高的知名度。
2021年之前,新睿电子只做控制器,伺服驱动器靠外购。2020年,公司把深圳迪维迅引为伺服驱动器供应商,并开始与其联合开发驱控一体。一年后,公司以换股方式收购迪维迅100%股权,在控制系统领域的优势与深圳迪维迅在伺服系统领域的优势形成协同互补,顺应工业机器人行业的发展趋势,于2022年成功推出驱控一体控制系统。
近些年,工业机器人市场结构不断发生变化。从MIR 睿工业数据来看,六轴多关节机器人2025年出货20.7万台,预计2026年将在20万台量级上稳步抬升。关节机器人市场的发展,为控制与驱动系统的一体化设计提供了更广阔的应用空间。
新睿电子2026年半年报披露,上半年公司完成了包括关节机器人控制系统及部件在内的多款新产品研发,相关新产品已实现小批量试制及交付;后续将继续开展客户验证、可靠性测试和市场推广,推动新产品落地转化。
相比于直角坐标机器人,关节机器人的串联结构带来了更复杂的多轴耦合,机器人姿态与负载变化也会影响动态响应和轨迹精度。这要求控制算法、伺服驱动与通信机制协同设计,在满足多轴同步与实时性要求的同时,兼顾控制电箱的体积、散热与成本。
那对于第三方控制器厂商而言,在直角坐标机器人上跑通的驱控一体,是如何复制到关节机器人上的?
在驱控一体控制体统这个细分市场,新睿电子连续多年处于第一梯队,依托在直角坐标上成熟的驱控一体技术基础推进关节机器人布局,其技术研发优势主要落在以下三个层面。
第一是控制与驱动的协同优化。新睿电子内部能够实现同时调整控制策略、伺服参数及通信机制,有条件围绕具体机器人本体进行联合调试,减少跨供应商适配与问题定位的沟通环节,并为动态响应、运动平稳性和轨迹精度的持续优化提供支撑。
第二是结构与成本优化。新睿电子通过电箱内部的模块集成、供电整合及连接简化,减少重复配置和装配工作;采用共直流母线的方案,还可在各轴运行工况匹配时实现再生能量共享。
第三是整套方案交付。新睿电子将控制、驱动和电气接口预先完成匹配与联调,有助于降低整机厂的系统集成工作量,缩短产品导入周期,并方便客户后续参数配置、故障诊断和维护。
结语
从行业全局来看,驱控一体不仅是一次硬件架构的升级,更是工业机器人核心零部件从分立走向融合的技术变革。随着国内企业在控制算法、伺服驱动、系统集成领域的持续突破,国产驱控一体技术正在凭借协同优化、成本结构、整套交付的综合优势,推动工业机器人向更高性能、更低成本、更易部署的方向发展,为中国制造业的智能化升级夯实核心零部件的技术底座。
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