協作機器人的機遇與挑戰-2

機器人 · 發表 2018-09-12 21:56:12

摘要：上一次寫這個話題已經是兩年前了，有些基礎的內容可以看看第一篇。韓峰濤：國產協作機器人的機遇與挑戰前一段時間GLG邀請線下講講協作機器人市場的新進展，一些新的看法與大家分享下。 PS，誠摯邀請各位朋友在9.19~9.23蒞臨珞石在2018上海工博會的展臺和新品釋出...

上一次寫這個話題已經是兩年前了，有些基礎的內容可以看看第一篇。

ofollow,noindex" target="_blank">韓峰濤：國產協作機器人的機遇與挑戰

前一段時間GLG邀請線下講講協作機器人市場的新進展，一些新的看法與大家分享下。

PS，誠摯邀請各位朋友在9.19~9.23蒞臨珞石在2018上海工博會的展臺和新品釋出會，詳細資訊在文章末尾，謝謝。

PPS，歡迎各位在校同學關注珞石2019校園招聘，見文章末尾和珞石官網、微信公眾號~

前言

▲協作機器人的起源和主要特性可以參考

韓峰濤：讓機器人更安全（二）- 協作機器人的興起

和

韓峰濤：讓機器人更安全（三）- 如何定義人機協作行為？

除了上兩篇提到的幾點外，最初面向中小企業的協作機器人目前正被越來越多的大企業採用，其主要的關注點是安全性高，可以節省佔地面積和簡化安全工序/投入，協作機器人的目標客戶群正在悄然擴大。

▲工廠的終極目標是實現全自動化的生產，但自動化無法實現階躍式的變化，中間需要一個過程，因此分步改造是當前的主流思路。這裡的分步主要是指工序/區域分步，即生產過程的某些階段或者區域先改為自動化，這部分自動化工作基本不需要人類的參與，可以認為在小範圍實現了100%自動化，是當前絕大部分系統整合的路線。但是這種改造方式只適用於結構化生產，對於小批量生產或者機器人只能解決一部分問題的場合實用性比較差。

▲因此，需要一個過渡，在這個過渡過程中，引入機器人和人類員工的配合，充分發揮機器人的精準高效（彌補人類效率和精度的不足）和人類的靈活性和柔性（彌補機器人柔性和智慧性的不足），提高生產效率，降低成本。

▲老生常談，協作機器人為機械臂從工業走向商用提供了可能。同時，感知技術的發展使得不少公司開始基於協作機器人嘗試不同方向的商業化應用，例子很多，不再列舉。

協作機器人的分類

目前市場上存在幾十種不同品牌不同款式的協作機器人，從技術路線上可以分為四大類：

基於傳統工業機器人改造；
類UR；
ABB yumi；
直接力控制的柔性機器人；

▲毛毛多的協作機器人，手腳並用都數不過來，列幾種有代表性的。

▲最容易想到的也是最早出現的協作機器人，谷歌上多搜一搜還可以找到不少上古年間在原本就笨重的機器人外面再包一層防護墊，看起來蠢萌蠢萌的協作機器人圖片，比如德國的MRK。。。

這個路線中，只有Fanuc的綠協作系列看起來在批量出貨，其他家的產品基本上都是負責出來露個面，刷下存在感。

綠油油的，動起來好慢的。。。

▲毫無疑問，UR引領了這一次協作機器人的浪潮，其推出的UR3/5/10是第一種在成本和效能之間達到良好平衡的機器人產品。

這種型別的協作機器人本質上是在傳統工業機器人上，採用新的設計理念發展出來的產品，並未採用太多新的技術，應該看做是產品層面的創新，這個案例非常值得每一位機器人PM好好學習。

由於對精度和速度要求的降低，在不考慮供應鏈和安全認證的情況下，這類機器人的總體技術要求甚至比開發一臺高效能的傳統機器人要低不少。

▲這種型別的機器人目前在售的產品只有ABB的Yumi家族，包括最早的雙臂以及去年剛剛釋出的單臂系列。

拋開電機是否中空，反饋用旋變還是編碼器這些技術細節，從基本原理上看，Yumi的硬體方案與UR可以認為是差不多的，但是在輕量化設計和模型補償上做了更多的工作，使得Yumi達到了非常好的協作效果。

除了Yumi之外，協作產品線ABB還有其收購的Gomtec，但是已經沉寂了3年多，去年iREX上展示的IRB14100實話說與ABB的一貫的水平感覺有些不符，產品設計理念和競爭優勢也讓人困惑。目前據說還在持續改進中，期待下。

▲KUKA的iiwa，Franka的Panda以及珞石的xMate都屬於這個品類，也是目前為止最有可能在成本和效能獲得良好平衡的下一代協作機器人技術，珞石稱之為柔性協作機器人。

柔性機器人Soft Robot與其他協作機器人的主要區別在於從位置控制變為了直接力控制，其核心技術是基於全狀態反饋的柔性關節直接力控制和全新的控制架構，使得機器人在高動態力控、關節/空間柔順控制方面有突出優勢，同時關節引入的扭矩感測器也一併改善了碰撞檢測的靈敏度和拖動示教的實用性，大幅提升了安全性和易用性。