GGII數(shù)據(jù)顯示,2018年下半年雖然工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)整體“遇冷”,但中國(guó)協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)全年銷(xiāo)量依然取得近50%的增速,大大高于中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)整體增速。
而在2019上半年本體企業(yè)推出的眾多新品中,協(xié)作機(jī)器人依然是的亮點(diǎn),目前行業(yè)落地依然不明朗、且先行者Rethink已經(jīng)倒下,在這種情況下協(xié)作概念卻還是擁躉眾多。
這表明“協(xié)作機(jī)器人”已經(jīng)從概念到深入人心,并逐漸成為各機(jī)器人廠商爭(zhēng)相布局的戰(zhàn)略產(chǎn)品。
珞石機(jī)器人聯(lián)合創(chuàng)始人、柔性協(xié)作機(jī)器xMate的主創(chuàng)人員韓峰濤從技術(shù)路線的角度將其歸納為四種流派,但萬(wàn)變不離其宗,產(chǎn)品性能才是決定技術(shù)有效性的途徑。
本次選取國(guó)外協(xié)作機(jī)器人的產(chǎn)品參數(shù)進(jìn)行對(duì)比(產(chǎn)品參數(shù)均來(lái)自官網(wǎng)和產(chǎn)品手冊(cè)),作為協(xié)作機(jī)器人所必備的協(xié)作能力即力矩反饋與視覺(jué)測(cè)控,文章無(wú)法進(jìn)行測(cè)評(píng)。
目前市面上常見(jiàn)的種技術(shù)路線是基于傳統(tǒng)機(jī)器人改造,此方案在2001年到2006年較多出現(xiàn)。此方案優(yōu)點(diǎn)是基于現(xiàn)有機(jī)型,負(fù)載、臂展選擇余地大,探測(cè)手段可選種類(lèi)多;缺點(diǎn)是自重大導(dǎo)致速度必須很慢,舊產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路與協(xié)作不符,改造成本高,人機(jī)界面不適合等。代表廠家:安川、發(fā)那科、史陶比爾等。
第二種技術(shù)路線,是成本/性能達(dá)到較好平衡的協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品。此方案了對(duì)速度、精度的要求,實(shí)際可以把它看成是比較的傳統(tǒng)機(jī)器人的變種,更輕量化、更,成本更低一些;缺點(diǎn)是在價(jià)格、易用性、柔性、性上仍存在很多問(wèn)題。
先從自重與負(fù)載來(lái)看,UR的負(fù)載,自重小。協(xié)作機(jī)器人由于要做到柔性化生產(chǎn),自重更輕就更能滿足產(chǎn)線的不斷更替,做到即插即用,即搬即走,第二種技術(shù)路線*做得更好。
但是在重復(fù)定位精度方面,走第二種技術(shù)路線的UR就落后于種技術(shù)路線的發(fā)那科與史陶比爾。發(fā)那科特有的刀片補(bǔ)償功能,使得機(jī)器人在精加工切割的過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)一圈一圈往里邊走,而安川的機(jī)器人本體本身不具備這個(gè)功能,所以顯得精度會(huì)稍顯遜色。
臂展主要和自由度有關(guān)系,可以看出同為6個(gè)自由度,史陶比爾,其次是UR,后是發(fā)那科。
種技術(shù)路線的協(xié)作機(jī)器人,基本上保持了其原有的工業(yè)機(jī)器人的作風(fēng),安川的穩(wěn)定、史陶比爾的高速高精度、發(fā)那科的高精度等。
第三種技術(shù)路線,以 ABB為代表,廠家極少。是指在沒(méi)有增加額外傳感器的情況下,達(dá)到了比現(xiàn)在機(jī)器人更好的性和動(dòng)力學(xué)控制的效果。此方案優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)成本低,運(yùn)動(dòng)速度較快;缺點(diǎn)是非中空電機(jī)和傳動(dòng),內(nèi)部走線復(fù)雜,設(shè)計(jì)原理決定了無(wú)法做大負(fù)載機(jī)型。
所以負(fù)載都是0.5KG。
這種方案對(duì)于機(jī)器人的建模控制、生產(chǎn)一致性,從初的軟件到后的生產(chǎn)都有*高的要求,ABB早是從變頻器開(kāi)始做起的,其核心優(yōu)勢(shì)就是運(yùn)動(dòng)控制。
ABB明星產(chǎn)品YuMi單臂7軸無(wú)冗余設(shè)計(jì),雙臂14軸,加上機(jī)身小巧,重量輕,*靈活,而且ABB更加強(qiáng)調(diào)機(jī)器人本身的整體性,聯(lián)動(dòng)起來(lái)運(yùn)動(dòng)速度快、精準(zhǔn)度高。
但是與一般的ABB機(jī)器人不同的是,Yumi的許多硬件都經(jīng)過(guò)了緊湊化開(kāi)發(fā),因此維護(hù)起來(lái)難度較大,如果出現(xiàn)了硬件故障的話較為麻煩。
第四種技術(shù)路線,以庫(kù)卡iiwa機(jī)器人和已經(jīng)倒閉的Rethink為代表,用于太空機(jī)械臂。是一種基于傳感器加上各種柔性結(jié)構(gòu)的方案,處于仿生道路上的中間版本,此方案優(yōu)點(diǎn)是直接力控制,可實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)力控,高靈敏拖動(dòng)示教/碰撞;缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)和控制技術(shù)復(fù)雜,部件成本高,傳感器多,需要較多校正。
更加的貼合人的手臂,所以都是7個(gè)自由度,其他的參數(shù)也相差不多,但是這種技術(shù)路徑的典型特征就是“貴”。之前庫(kù)卡已經(jīng)在市場(chǎng)上推廣了,只不過(guò)成本比較高,所以沒(méi)有推廣開(kāi)。而Rethink也已經(jīng)倒閉,技術(shù)被中德企業(yè)消化再吸收。
綜合來(lái)看,目前的協(xié)作機(jī)器人技術(shù)與市場(chǎng)呈現(xiàn)百花齊放狀態(tài),企業(yè)都處于探索技術(shù)與市場(chǎng)落地階段,而對(duì)人機(jī)協(xié)作關(guān)重要的拖動(dòng)示教、碰撞等技術(shù)也在不斷發(fā)展,可以預(yù)見(jiàn),當(dāng)技術(shù)與場(chǎng)景突破后,協(xié)作機(jī)器人完全有可能實(shí)現(xiàn)低成本的簡(jiǎn)易、部署,迎來(lái)春天。
值得一提的是,2019年9月17日下午13:30,上海會(huì)展M8-03會(huì)議室,高工機(jī)器人將與節(jié)卡機(jī)器人一起發(fā)布《協(xié)作機(jī)器人行業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》,分享行業(yè)先進(jìn)技術(shù)與案例,誠(chéng)邀您共同見(jiàn)證協(xié)作機(jī)器人又一重要時(shí)刻!
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汽車(chē)行業(yè)與人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展確實(shí)正在形成一條高潛力的產(chǎn)業(yè)鏈,兩者的技術(shù)共享、供應(yīng)鏈整合和市場(chǎng)聯(lián)