协作机器人“工业化”

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这几年来，机器人的技术发展呈现出“工业协作化”、“协作工业化”的趋势，应用的共融性增强。协作机器人与传统工业机器人之间的关系，已从找“绝对差异”发展到“强化比较优势”。

其中协作机器人的一大特点是从低中负载，向大负载演进。连最初执着于将协作机器人设计成可以替代成年男子单臂徒手作业的协作鼻祖优傲，也在时隔四年后再发布新品，这一次将产品负载提升到了20KG。

协作机器人“工业化”

近年来，协作机器人的性能在不断地向工业方向靠拢，稳定性不断地提高；从最早的5kg、 10kg的负载，到现在20kg、30kg，负载不断变大；从开始的 1m/s 的速度，到现在可达 3m/s，速度不断变快；精度也达到了工业级别的 0.02mm。

艾利特机器人研发副总裁蔡嵩林认为，协作机器人向着大负载演进主要有3个驱动力：

其一，旨在为制造商提供更高载荷的自动化解决方案，更高负载其实意味着能够为客户提供更多的选择。

其二，是创造协作机器人更多应用场景，虽然目前低中负载场景中协作机器人过去几年中取得了高速增长，但面临与SCARA和工业小六轴机器人的激烈竞争，因此通过大负载协作机器人扩充新场景新增量成为协作厂商的新策略。

其三，更为重要的是：协作机器人在丰富场景的同时，其品类也在丰富，这体现的是一种机器人制造的趋势，包括从技术和市场层面逐步渗透到工业机器人当中。因此一些厂商计划针对不同需求，将协作机械臂硬件细分化，而不再作为泛用产品。例如设计开发符合特殊洁净需求、大负载、特殊垂直市场的专用手臂。

从艾利特的角度来看，其对标的友商优傲已取得了阶段性的成功，成为当前协作机器人赛道当之无愧的领头羊，这次优傲发布20kg负载、工作半径为1750 毫米的下一代协作机器人产品，也为协作机器人演进的方向提供了启发。

在安全、轻质、大负载自重比的约束下实现较高的刚度与动态性能，一直是协作机器人设计中面临的挑战。

在性能方面，据蔡嵩林的观察，全新设计的UR20自重64kg，在紧凑外形下将扭矩提高25%，部分关节速度提高65%，协作机器人关节驱动功率密度显著提升。

蔡嵩林分析，以前的协作机器人负载难以做大的原因，一是考虑安全性，二是因为关节的功率密度不够高。当协作机器人在紧凑、模块化、安全等基础之上，进一步将负载、工作半径、速度提升了，这就意味着，在性能上该协作机器人足以与20kg负载传统工业机器人PK了。

在应用场景方面，此次优傲发布UR20强调“Industrial Cobot（工业协作机器人）”的概念，蕴含的判断是未来协作机器人的增长点依然在工业，随着协作机器人性能工业化的进一步增强，协作机器人对于工业机器人的“反噬”将更为明显。

从外观设计来看，UR20的构型摒弃了过往引以为傲的“模块化”优势，取而代之的是“丝滑”，这意味着有更大的市场“蛋糕”吸引着优傲去改变。

蔡嵩林判断，20kg及以上负载的协作机器人，面对的不再是3C零件组装等精密操作场景，而是包装、码垛、焊接、物料搬运、机床上下料等。

举例来看，标准欧洲托盘的高度约为1.2m，工作半径为1750 毫米的协作机器人即可实现该场景的覆盖；协作机器人凭借其安全性能，以及快速编程与示教的优势，适用于在中小型企业实现多品种小批量结构件的焊接；机床上下料对于协作机器人来说是个“甜点应用”，由于机床厂房占地有限，再加上从门到机床内部加工中心之间的纵深距离较长，协作机器人灵活度高、占地面积小的优势得以最大化发挥。

随着协作机器人在工业场景的打磨，外部扩展能力的提升，与外部设备的匹配度提升，以及工艺包的完善，协作机器人将不仅在简单应用场景进一步提高适配性，在复杂应用场景也将发挥出更大的价值。具备大负载和大臂展的协作机器人具有更强的作业能力和更大的作业空间，在拓展作业领域上占据更大优势，有效弥补了轻型协作机器人和传统工业机器人在工作领域上的空白区。

轻量化机械臂仍是一片蓝海

蔡嵩林判断，协作机器人往大负载方向发展一定会是未来的一个趋势，艾利特协作机器人在更大负载协作机器人产品的布局上有所准备，不仅是开拓场景的考虑，也是机器人在硬件设计和制造上演进的重要一步，最终都是为了让用户在同等条件下能够获得更具柔性，编程更简单，接口更开放的，好用又不贵的机器人。

但这并不是意味着大负载就是协作机器人唯一的扩容方向，对于中低负载的协作机械臂来说，面对的是积累和培育了多年的市场，可以预见，未来轻量化的机械臂仍是一片蓝海。如何进一步提高集成度，实现更加轻量化，节拍更快，都将成为协作机器人进入原先传统工业机器人领域的敲门砖。

在最近一家客车厂的项目中，艾利特EC612协作机器人被安装在传统工业机械臂上。

这套设备被用于大型客车的内部喷涂，一方面，对于客车厂来说在各个工艺段使用重型的传统工业机器人已经驾轻就熟，另外一方面，客车厂始终在寻求单工位的能效提升。例如，车厢内的喷涂是一个需要精细作业的场景，尽管标准化的喷涂机器人能解决问题，但在这个工位上部署传统设备会占用很大空间。这不止是安装一台机器人那么简单，还需要对现有的产线布局作出调整——可谓是牵一发而动全身，这也成为了阻碍许多厂商导入机器人的一个重要因素。

在这个项目中，艾利特12KG负载协作机器人充分发挥了协作机器人的优势，从而解决了客户的痛点。传统工业机器人“托举”协作臂，能够覆盖巨大的车厢内部作业空间。

对于已经完成了电泳和防锈工艺的乘用车白车身而言，不像私家车内饰那么豪华，因此车的门框和A柱都需要额外喷涂与车体同色的油漆，保持美观。协作机器人凭借易于编程的特性，通过相对简便的轨迹规划，即可完成这项任务。同时，轻量化的协作机械臂在调试期间占地小，且安全的特性使得现场操作人员的作业更加放心、便捷。

如今，协作机器人在存量市场上已进一步渗透到工业机器人中，不仅仅体现在品类的替代性，也在进一步发挥了协同互补的作用。在艾利特的角度来看，协作机器人未来在工业场景上还有更多可以探索的空间。

坚持“平台化”路线

从协作机器人这一机器人品类面世至今，已过去了14年之久，当前各家国产协作机器人已逐渐形成差异化的产品逻辑和迭代路线。

对于艾利特而言，将坚持“平台化”的商业逻辑：通过打造简单易用、安全强大、灵活可拓展的协作机器人本体产品和操作系统，为用户、集成商、末端执行器和软硬件合作伙伴提供一个“好用”的载体，从而简化协作机器人从技术端到应用端的落地，解决智能制造中因柔性和非标带来的痛点。

艾利特判断，未来协作机器人将进一步围绕负载自重比、模块化、轻量化、人机交互等技术融合，弱化高刚度结构，进而提高易用性、灵活性、安全性、可靠性及工作性能。

审核编辑 ：李倩