這幾年來，機器人的技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出“工業(yè)協(xié)作化”、“協(xié)作工業(yè)化”的趨勢，應(yīng)用的共融性增強。協(xié)作機器人與傳統(tǒng)工業(yè)機器人之間的關(guān)系，已從找“絕對差異”發(fā)展到“強化比較優(yōu)勢”。
其中協(xié)作機器人的一大特點是從低中負載，向大負載演進。連最初執(zhí)著于將協(xié)作機器人設(shè)計成可以替代成年男子單臂徒手作業(yè)的協(xié)作鼻祖優(yōu)傲，也在時隔四年后再發(fā)布新品，這一次將產(chǎn)品負載提升到了20KG。
協(xié)作機器人“工業(yè)化”
近年來，協(xié)作機器人的性能在不斷地向工業(yè)方向靠攏，穩(wěn)定性不斷地提高；從最早的5kg、10kg的負載，到現(xiàn)在20kg、30kg，負載不斷變大；從開始的1m/s的速度，到現(xiàn)在可達3m/s，速度不斷變快；精度也達到了工業(yè)級別的0.02mm。
艾利特機器人研發(fā)副總裁蔡嵩林認為，協(xié)作機器人向著大負載演進主要有3個驅(qū)動力：
其一，旨在為制造商提供更高載荷的自動化解決方案，更高負載其實意味著能夠為客戶提供更多的選擇。
其二，是創(chuàng)造協(xié)作機器人更多應(yīng)用場景，雖然目前低中負載場景中協(xié)作機器人過去幾年中取得了高速增長，但面臨與SCARA和工業(yè)小六軸機器人的激烈競爭，因此通過大負載協(xié)作機器人擴充新場景新增量成為協(xié)作廠商的新策略。
其三，更為重要的是：協(xié)作機器人在豐富場景的同時，其品類也在豐富，這體現(xiàn)的是一種機器人制造的趨勢，包括從技術(shù)和市場層面逐步滲透到工業(yè)機器人當(dāng)中。因此一些廠商計劃針對不同需求，將協(xié)作機械臂硬件細分化，而不再作為泛用產(chǎn)品。例如設(shè)計開發(fā)符合特殊潔凈需求、大負載、特殊垂直市場的專用手臂。
從艾利特的角度來看，其對標(biāo)的友商優(yōu)傲已取得了階段性的成功，成為當(dāng)前協(xié)作機器人賽道當(dāng)之無愧的領(lǐng)頭羊，這次優(yōu)傲發(fā)布20kg負載、工作半徑為1750毫米的下一代協(xié)作機器人產(chǎn)品，也為協(xié)作機器人演進的方向提供了啟發(fā)。
在安全、輕質(zhì)、大負載自重比的約束下實現(xiàn)較高的剛度與動態(tài)性能，一直是協(xié)作機器人設(shè)計中面臨的挑戰(zhàn)。
在性能方面，據(jù)蔡嵩林的觀察，全新設(shè)計的UR20自重64kg，在緊湊外形下將扭矩提高25%，部分關(guān)節(jié)速度提高65%，協(xié)作機器人關(guān)節(jié)驅(qū)動功率密度顯著提升。
蔡嵩林分析，以前的協(xié)作機器人負載難以做大的原因，一是考慮安全性，二是因為關(guān)節(jié)的功率密度不夠高。當(dāng)協(xié)作機器人在緊湊、模塊化、安全等基礎(chǔ)之上，進一步將負載、工作半徑、速度提升了，這就意味著，在性能上該協(xié)作機器人足以與20kg負載傳統(tǒng)工業(yè)機器人PK了。
在應(yīng)用場景方面，此次優(yōu)傲發(fā)布UR20強調(diào)“IndustrialCobot（工業(yè)協(xié)作機器人）”的概念，蘊含的判斷是未來協(xié)作機器人的增長點依然在工業(yè)，隨著協(xié)作機器人性能工業(yè)化的進一步增強，協(xié)作機器人對于工業(yè)機器人的“反噬”將更為明顯。
從外觀設(shè)計來看，UR20的構(gòu)型摒棄了過往引以為傲的“模塊化”優(yōu)勢，取而代之的是“絲滑”，這意味著有更大的市場“蛋糕”吸引著優(yōu)傲去改變。
蔡嵩林判斷，20kg及以上負載的協(xié)作機器人，面對的不再是3C零件組裝等精密操作場景，而是包裝、碼垛、焊接、物料搬運、機床上下料等。
舉例來看，標(biāo)準(zhǔn)歐洲托盤的高度約為1.2m，工作半徑為1750毫米的協(xié)作機器人即可實現(xiàn)該場景的覆蓋；協(xié)作機器人憑借其安全性能，以及快速編程與示教的優(yōu)勢，適用于在中小型企業(yè)實現(xiàn)多品種小批量結(jié)構(gòu)件的焊接；機床上下料對于協(xié)作機器人來說是個“甜點應(yīng)用”，由于機床廠房占地有限，再加上從門到機床內(nèi)部加工中心之間的縱深距離較長，協(xié)作機器人靈活度高、占地面積小的優(yōu)勢得以最大化發(fā)揮。
隨著協(xié)作機器人在工業(yè)場景的打磨，外部擴展能力的提升，與外部設(shè)備的匹配度提升，以及工藝包的完善，協(xié)作機器人將不僅在簡單應(yīng)用場景進一步提高適配性，在復(fù)雜應(yīng)用場景也將發(fā)揮出更大的價值。具備大負載和大臂展的協(xié)作機器人具有更強的作業(yè)能力和更大的作業(yè)空間，在拓展作業(yè)領(lǐng)域上占據(jù)更大優(yōu)勢，有效彌補了輕型協(xié)作機器人和傳統(tǒng)工業(yè)機器人在工作領(lǐng)域上的空白區(qū)。
輕量化機械臂仍是一片藍海
蔡嵩林判斷，協(xié)作機器人往大負載方向發(fā)展一定會是未來的一個趨勢，艾利特協(xié)作機器人在更大負載協(xié)作機器人產(chǎn)品的布局上有所準(zhǔn)備，不僅是開拓場景的考慮，也是機器人在硬件設(shè)計和制造上演進的重要一步，最終都是為了讓用戶在同等條件下能夠獲得更具柔性，編程更簡單，接口更開放的，好用又不貴的機器人。
但這并不是意味著大負載就是協(xié)作機器人唯一的擴容方向，對于中低負載的協(xié)作機械臂來說，面對的是積累和培育了多年的市場，可以預(yù)見，未來輕量化的機械臂仍是一片藍海。如何進一步提高集成度，實現(xiàn)更加輕量化，節(jié)拍更快，都將成為協(xié)作機器人進入原先傳統(tǒng)工業(yè)機器人領(lǐng)域的敲門磚。
在最近一家客車廠的項目中，艾利特EC612協(xié)作機器人被安裝在傳統(tǒng)工業(yè)機械臂上。
這套設(shè)備被用于大型客車的內(nèi)部噴涂，一方面，對于客車廠來說在各個工藝段使用重型的傳統(tǒng)工業(yè)機器人已經(jīng)駕輕就熟，另外一方面，客車廠始終在尋求單工位的能效提升。例如，車廂內(nèi)的噴涂是一個需要精細作業(yè)的場景，盡管標(biāo)準(zhǔn)化的噴涂機器人能解決問題，但在這個工位上部署傳統(tǒng)設(shè)備會占用很大空間。這不止是安裝一臺機器人那么簡單，還需要對現(xiàn)有的產(chǎn)線布局作出調(diào)整——可謂是牽一發(fā)而動全身，這也成為了阻礙許多廠商導(dǎo)入機器人的一個重要因素。
在這個項目中，艾利特12KG負載協(xié)作機器人充分發(fā)揮了協(xié)作機器人的優(yōu)勢，從而解決了客戶的痛點。傳統(tǒng)工業(yè)機器人“托舉”協(xié)作臂，能夠覆蓋巨大的車廂內(nèi)部作業(yè)空間。
對于已經(jīng)完成了電泳和防銹工藝的乘用車白車身而言，不像私家車內(nèi)飾那么豪華，因此車的門框和A柱都需要額外噴涂與車體同色的油漆，保持美觀。協(xié)作機器人憑借易于編程的特性，通過相對簡便的軌跡規(guī)劃，即可完成這項任務(wù)。同時，輕量化的協(xié)作機械臂在調(diào)試期間占地小，且安全的特性使得現(xiàn)場操作人員的作業(yè)更加放心、便捷。
如今，協(xié)作機器人在存量市場上已進一步滲透到工業(yè)機器人中，不僅僅體現(xiàn)在品類的替代性，也在進一步發(fā)揮了協(xié)同互補的作用。在艾利特的角度來看，協(xié)作機器人未來在工業(yè)場景上還有更多可以探索的空間。
堅持“平臺化”路線
從協(xié)作機器人這一機器人品類面世至今，已過去了14年之久，當(dāng)前各家國產(chǎn)協(xié)作機器人已逐漸形成差異化的產(chǎn)品邏輯和迭代路線。
對于艾利特而言，將堅持“平臺化”的商業(yè)邏輯：通過打造簡單易用、安全強大、靈活可拓展的協(xié)作機器人本體產(chǎn)品和操作系統(tǒng)，為用戶、集成商、末端執(zhí)行器和軟硬件合作伙伴提供一個“好用”的載體，從而簡化協(xié)作機器人從技術(shù)端到應(yīng)用端的落地，解決智能制造中因柔性和非標(biāo)帶來的痛點。
艾利特判斷，未來協(xié)作機器人將進一步圍繞負載自重比、模塊化、輕量化、人機交互等技術(shù)融合，弱化高剛度結(jié)構(gòu)，進而提高易用性、靈活性、安全性、可靠性及工作性能。
