機器人步入工業(yè)核心，TI正在構建系統(tǒng)級技術推動智能制造躍遷

在今年的慕尼黑上海電子展上，機器人技術成為聚光燈下的焦點。但這一次的關注點不再是“能不能做”，而是“能不能用”。尤其是在工業(yè)自動化領域，越來越多的企業(yè)意識到，從協(xié)作機器人到人形機器人，技術躍遷已不只是動作模仿，而是對整套電子系統(tǒng)架構的全面挑戰(zhàn)。誰能提供更小、更高效、更智能的底層系統(tǒng)，誰就能在下一輪工業(yè)機器人浪潮中占據(jù)先機。

德州儀器（TI）在本次展會上集中展示了圍繞機器人與工業(yè)自動化的系統(tǒng)級創(chuàng)新方案。在現(xiàn)場演示中，從電機控制、感知融合到通信架構與AI推理，全鏈條的系統(tǒng)能力背后，是TI將“芯片+系統(tǒng)+場景”三位一體的思路落地于工業(yè)自動化全鏈路。

在工控網(wǎng)看來，機器人系統(tǒng)與工業(yè)自動化系統(tǒng)正在以肉眼可見的速度融合。人形機器人不再是實驗室中的獨立系統(tǒng)，而是正在成為智能工廠的新型生產(chǎn)單元，控制邏輯、通信接口、邊緣感知能力，正加速向工業(yè)標準體系靠攏。

人形機器人進入工業(yè)，芯片成為控制系統(tǒng)的中樞

過去十年，協(xié)作機器人在工業(yè)現(xiàn)場的興起曾被認為是制造柔性化的關鍵轉(zhuǎn)折。而今，當人形機器人試圖從研發(fā)機構走向生產(chǎn)一線，一個更加顯著的信號正在浮現(xiàn)——工業(yè)自動化的邊界正在被重塑。從搬運、巡檢到精細裝配，機器人系統(tǒng)不僅要實現(xiàn)“重復執(zhí)行”，更要具備“環(huán)境適應”和“自主調(diào)整”的能力。

這種能力的背后，是對技術底座提出的新要求。以人形機器人為例，它包含多個高自由度關節(jié)，每個關節(jié)都對應驅(qū)動與控制單元，系統(tǒng)結(jié)構極其密集，對能效、通信、感知、同步控制的要求極高。簡單堆疊器件已無法滿足集成性與實時性的雙重挑戰(zhàn)，系統(tǒng)級集成能力成為產(chǎn)業(yè)落地的關鍵。

工控網(wǎng)此前分析指出：機器人真正進入工業(yè)，需要解決兩個底層問題——控制系統(tǒng)是否具備平臺化能力，通信架構能否與現(xiàn)有工控標準深度兼容。而這正是此次TI在展會上集中回應的方向。

德州儀器中國區(qū)技術支持總監(jiān)趙向源向工控網(wǎng)介紹到，TI本次展會展出的機器人電機控制系統(tǒng)，也是系統(tǒng)化設計理念的典型體現(xiàn)。人形機器人常包含幾十個關節(jié)，每個關節(jié)需要獨立電源管理與驅(qū)動控制。傳統(tǒng)的模塊組合方式不僅能耗高、集成差、維護成本大，還限制了機器人的結(jié)構靈活性。

TI展示的基于GaN（氮化鎵）技術的48V電機驅(qū)動器與48V/85A、4kW小型三相逆變器，通過高開關頻率與器件集成度的提升，顯著減小了驅(qū)動模塊體積。尤其是在大功率關節(jié)應用中，該方案實現(xiàn)了高輸出密度與小型化結(jié)構的兼容，滿足了人形機器人對空間、功率的雙重要求。

此外，TI在芯片定義階段便集成了功能安全設計，包括過流、過熱、欠壓保護與自診斷機制，簡化工程師外圍系統(tǒng)設計工作。這種“設計即安全”的理念，正逐漸成為機器人乃至整個工業(yè)控制系統(tǒng)的新基線。

工控網(wǎng)認為，TI展出的“4000W小型化驅(qū)動方案”尤其具有參考價值。這種高功率、模塊化的標準設計將大幅提升機器人整機開發(fā)效率，有望成為行業(yè)通用架構模板。

從機器人拓展到工廠控制，TI構建統(tǒng)一硬件底座

機器人系統(tǒng)升級的本質(zhì)，不是提升單個組件性能，而是實現(xiàn)系統(tǒng)間的高效協(xié)同。在此次展會上，TI圍繞“從芯片到工業(yè)系統(tǒng)”的系統(tǒng)力戰(zhàn)略，重點展示了多項融合機器人與工業(yè)控制需求的產(chǎn)品和平臺，反映了從“芯片性能”走向“系統(tǒng)支撐”的清晰路徑。

我們前文也提到，TI通過基于GaN的高功率驅(qū)動器與小型逆變器方案，進一步壓縮機器人關節(jié)的電源控制單元尺寸，提升靈活性與結(jié)構兼容性。這類高功率密度驅(qū)動方案，同樣適用于工業(yè)自動化中對伺服電機控制有高集成度、高響應性要求的應用場景。

在現(xiàn)場，趙向源詳細了TI在感知層面、通信層面的創(chuàng)新發(fā)展。在感知層面上，TI也在構建多模態(tài)傳感融合平臺，將視覺、雷達與IMU等多傳感模塊集成，并通過內(nèi)置AI加速引擎實現(xiàn)環(huán)境建模與目標識別，使機器人具備更強的動態(tài)環(huán)境適應能力。TI的毫米波雷達產(chǎn)品不僅服務于機器人導航避障，也廣泛應用于AGV/AMR、倉儲物流以及工廠自動化產(chǎn)線中的人員檢測、距離監(jiān)測等關鍵任務，滿足工業(yè)場景中對非接觸式、高精度感知能力的需求。

通信層面，TI推出基于SPE（單對以太網(wǎng)）的工業(yè)通信解決方案，顯著減少機器人系統(tǒng)的布線復雜度，并通過優(yōu)化EMI抑制與高速數(shù)據(jù)傳輸能力，實現(xiàn)高帶寬、低延遲的通信性能，為柔性制造中的機器人與工廠網(wǎng)絡無縫融合奠定基礎。趙向源表示，這種統(tǒng)一通信底座的建設，是為了打通機器人、工控控制器、邊緣傳感設備之間的全鏈路通信，讓系統(tǒng)協(xié)同更高效、更具安全性。

趙向源表示：“我們希望通過系統(tǒng)平臺，幫助設備商實現(xiàn)通信更快、布線更輕、功能更安全。”同時他表示，我們整個工廠智能制造在往工業(yè)4.0發(fā)展，（即智能化、自動化方向），對各種檢測工具模塊、實時控制，甚至功能安全，對各個環(huán)節(jié)提出了更高的要求。對此，德州儀器也有完整的解決方案，希望致力于產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)智能制造的升級，能夠使整個工廠通信延遲更低，使整個工廠效率變得更高。

適用于工業(yè)通信的多協(xié)議棧

在控制平臺方面，趙向源介紹到TI基于Arm多核處理器的多軸電機控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅支持多個伺服軸同步控制，而且是單芯片控制，同時集成SSM模塊，兼容EtherCAT、PROFINET、TSN等主流工業(yè)協(xié)議，滿足機器人與裝配線等高復雜度設備的部署需求。

具有位置反饋和工業(yè)通信協(xié)議的6 軸電機控制方案

總體來看，工控網(wǎng)認為，TI正在打造的是一個以芯片為核心、以系統(tǒng)為導向、以場景為落點的工業(yè)級平臺，既能快速集成，又能深度定制，成為智能制造新架構的底層基石。TI本次展會展示的產(chǎn)品不再是單一器件堆疊，而是一套可以廣泛嵌入工業(yè)系統(tǒng)的平臺級能力框架。隨著邊緣智能、功能安全和控制閉環(huán)的需求提升，這種以芯片為核心、以系統(tǒng)為導向的方案將逐步成為工廠自動化的技術主線。

工控網(wǎng)點評

從本次展會可以看出，德州儀器已經(jīng)不再是傳統(tǒng)意義上的器件供應商，而正在轉(zhuǎn)型為工業(yè)系統(tǒng)架構的底層推動者，產(chǎn)品正在從單點器件向系統(tǒng)平臺演進，從電機控制到通信架構，從AI感知到邊緣實時控制，TI正在構建一個覆蓋整條工業(yè)鏈路的芯片支撐體系。

機器人是一個切口，更大的格局是整個智能工廠的重塑。在制造業(yè)加速智能化的背景下，誰能提供性能、效率與平臺化兼具的底層技術，誰就有能力定義下一個時代的工業(yè)架構。而TI，正在用它的系統(tǒng)級思維給出自己的答案。