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日期:2022-09-21
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亚博买球网址本文作者:陆奇,原创“机器人大讲堂”,数字企业授权发布。封面图片来源:优傲机器人。

目前,从满足中小企业需求的概念产品,协作机器人已成功演变为战略产品。机器人厂商已经超过120家,通过数据可以看出,协作机器人行业似乎发展良好。但通过对比国内外协同机器人行业龙头企业的产品,我们可以发现,中国国内协同机器人行业的发展似乎并没有我们想象的那么乐观。

仅从国内外几家协作机器人行业龙头企业的产品外观和参数可以看出,协作机器人厂商的产品同质化非常严重,大多数企业“研发”的协作机器人都是仍然很棒。 Ao开发的产品是主要的模仿对象。协作机器人开发初期敢于创新、敢于尝试的精神似乎在试错成本的压力下逐渐消失。

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协作机器人的起步与发展(国外)

Universal Robots 和 Rethink Robotics 这两家公认的协作机器人鼻祖,是最早研发协作机器人的公司。优傲机器人于2008年推出了全球第一台协作机器人UR5。UR5由6个自由度的关节组成,自重18.4kg,有效载荷5kg,工作范围800mm。是一款可重复定位精度±0.1mm的小型协作机器人。外观上,UR5更像是工业机械臂的缩小版。在减小机械臂尺寸的同时,其有效载荷也同比减少,但相应地,其对人体的伤害也同比减少。由此看来,UR5无疑是成功地减少了机器人的占地面积,降低了机器人生产成本,满足了中小企业的需求。

亚博买球网址不同于优傲推出的小型单臂协作机器人,Rethink Robotics最初的研究方向是开发双臂协作机器人。 Rethink Robotics 2011年推出的主要产品Baxter由5个部分组成,包括:两个7自由度一个工作范围为1m的机械臂,一个可以转动和点头的“脸”(一个放置在底座上方的显示屏),头上一个摄像头,手腕上一个摄像头,头顶有12个超声波传感器。最值得一提的是,平板式人脸和腕部摄像头的创新,让百特拥有更接近人类的感知和响应能力,能够更好地与人协作,有别于工业机械臂的特殊设计。让人们消除恐惧和怯懦,更容易与他们产生亲密感。从外形和概念上看,Baxter可以说是协作机器人研发的重要一步。

2012年,优傲推出第二代协作机器人UR10,同样由6个自由度的关节组成,自重28.9kg,有效载荷10kg, ±0.1mm 的重复精度。

Universal的连续商业成功,Rethink Robotics独特的外形设计和无需编程的协作机器人概念,点燃了协作机器人行业,吸引了以“四大家族”为首的传统工业机器人企业的目光,一大批工业机器人企业已经开始尝试涉足这个领域。

2013年,工业机器人四大家族之一的KUKA发布了其首款协作机器人LBR iwwa。与UR10相比,LBR iwwa拥有7个自由度,与UR5一样自重控制在30kg以下。在有效载荷方面,它分为两个不同的数量级:7kg和14kg。在自重与UR10相近的情况下,有效载荷增加了4kg。 KUKA 成为当时第一款也是唯一一款提供超过 10 公斤有效载荷的轻型车辆。机器人制造商。同时,库卡也是第一家在协作机器人上安装力传感器的公司。

2014年,四大家族之一的发那科也发布了其首款协作机器人系列CR系列,包括CR-35iA、CR-4iA、CR-7iA、CR-7iA/L几个型号,这些型号均采用6轴单臂机器人的设计。 CR-35iA有效载荷35kg,自重990kg,工作范围1813mm,重复精度±0.03mm。从外形和参数来看,它更像是其工业机器人的迷你版,也更适合大型包装码垛。 CR-35iA、CR-4iA、CR-7iA和CR-7iA/L的迷你版,无论从外观还是参数上中国机械手臂品牌中国机械手臂品牌,都更接近于当时大家对协作机器人安全轻便概念的理解。 R-4iA、CR-7iA、CR-7iA/L是在CR-35iA的基础上设计的,所以外观上也采用了6轴单臂机器人的设计,有效载荷和自重比为4 /48kg、7/53kg、7/55kg,重复定位精度为±0.01mm。不得不说,虽然发那科发布的协作机器人在外观上没有太多突破,但他们的新型协作机器人却一手拉高了整个协作机器人行业的重复定位精度标准。

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2015年,一直在协作机器人领域的协作机器人鼻祖Universal Robots和RethinkRobotics相继推出了自己的新产品。 ,发布了自己的新型协作机器人。

Universal Robots 推出了其新的 UR3,它与第一款协作机器人 UR5 的形式相同,只是在尺寸和负载方面略有不同。 UR3自重仅11kg,但其有效载荷高达3kg,工作范围50cm,所有腕关节可360°旋转,末端关节可无线旋转,UR3机身小巧灵活轻巧,它是第一款桌面协作机器人; Rethink Robotics 在 Baxter 失败后于 2015 年选择在成本上妥协,推出了其 7 轴单臂协作机器人 Sawyer。与Baxter相比,Sawyer体积更小,重量19kg中国机械手臂品牌,有7个自由度,有效载荷4kg,工作范围126cm; ABB于2015年推出双臂协作机器人Yumi。双臂Yumi的整体重量为38kg。 14轴(单臂七轴)设计,有效载荷0.5kg,工作范围500mm,Yumi的出现可以说填补了当时轻型协作机器人的市场空白;安川于2015年推出第一款协作机器人。机器人MotoMINI-HC10和MotoMINI均采用6自由度关节设计,MOTOMAN-HC10有效载荷10kg,工作范围1200mm,MotoMINI自重4. 3kg,工作范围246mm,有效载荷0.5kg,重复定位精度±0.02mm,是世界一流的工业小型6轴机器人;

双臂协作机器人研发先驱 Rethink Robotics 推出 Baxter 时,为了节省成本,在一系列硬件选择上做出妥协,最终导致机械臂性能减弱,使其成为传统小型化机械臂行业竞争中的更好选择。失败了,最终选择与现实妥协,发布了协作机器人 Sawyer 的单臂版本。虽然 ABB 的双臂机器人 Yumi 在外观和技术上都得到了很好的展示,但由于当时 ABB 推行无人工厂,协作机器人与无人工厂的概念相悖,所以双臂 Yumi 是基本闲置,还没有收到Nice的申请。或许正是两大公司的“风险”,让后来者避开了老鼠。自ABB于2017年推出单臂协作机器人Yumi以来,大多数协作机器人制造商都开发了单臂协作机器人。制造商推出双臂协作机器人。

2017年,最让人耳目一新的是来自韩国的斗山机器人。经过业内众多优秀研发人员历时3年的研究,发布自主创新的新型协作机器人M0609、M0617、M1013和M1509,四款协作机器人具有6个自由度,有效载荷分别为6kg、6kg、10kg和15kg,工作范围为900mm、1700mm、1300mm和900mm。这四款协作机器人各轴均配备高性能扭矩传感器,确保机器人的精度和灵活性,适用于装配、检测、涂胶、包装等各种行业和流程。

值得一提的是,斗山机器人在设计开发时,主要考虑的是在制造领域的应用,但或许是由于设计的仿生设计,斗山机器人在餐饮业和服务业出乎意料地大受欢迎很多知名的炸鸡、炒年糕连锁店都引进了机器人来配合油炸等高温工序。对家具、物流、消费品的需求也在不断增加,其应用范围也在不断扩大。

协作机器人两大鼻祖UR和Rethink Robotics,工业机器人四大家族发布的协作机器人产品和研究方向,为其他中小型协作机器人公司的研究和研究指明了方向后期生产协作机器人产品。机器人研究是在他们的基础上进行的,很多人甚至复制了他们协作机器人的形状和结构,几乎没有创新。

现在我们看看各家公司的协作机器人产品,很少能看到像斗山这样完全自主创新且引人注目的协作机器人造型。

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国产协作机器人发展历程

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在国内众多的协作机器人厂商中,欧博可以说是最早进入协作机器人行业的。早在2010年,欧宝董事长魏红星就曾作为研究员带领研究团队在美国研发协作机器人。 2013年,在国内协作机器人市场还一片空白的时候,欧博智能科技有限公司的前身Smokie Robotics推出了第一代协作机器人OUR-1中国机械手臂品牌,亮相ICR/CES等国际展会。

2014年,欧宝智能美国研发团队回国。 2015年,欧博(北京)智能科技有限公司成立,成为我国第一家致力于协作机器人研发、生产和销售的企业。 2015年10月,首款第二代AUBO-i5智能协作机器人全球发售。 AUBO-i5虽然是当时国内推出的第一款具有核心自主知识产权的轻型协作机器人,但它实现了从操作系统、控制系统到关键部件的整机国产化,并通过了欧盟CE认证。推出国内首台自主可控、国产化核心部件的i系列协作机器人,随后通过了NRTL、CE、KCs等国际认证。成为国内首个以协作机器人形式获得ISO、13849 PL=d认证、ISO10218认证的产品,23项安全功能全部获得PL=dCat.3认证。 AUBO协作机器人以其安全性高、操作简便、开放性强等特点,已广泛应用于3C电子、汽车零部件、家电、五金、医疗、教育、生活服务等众多行业。

同样在 2015 年,IEEE 评选出全球 11 家最具创新性和成长性的协作机器人公司中国机械手臂品牌,AUBO Smart 成为亚洲唯一一家。 2016年,欧博完成了从技术到量产的转变,成为国内首家实现量产的协作机器人企业。 2017年,欧宝智能国内产销量达到800台,销售收入超过5000万。同时,欧博智能成为当时国内唯一一家成功出口欧美的协作机器人企业,在欧美市场的销量持续增长。目前,AUBO-i5协作机器人的重复定位精度为±0.02 mm,绝对定位精度为±0.2 mm,与“四大家族”的精度一致”的全球工业机器人。

自2015年公司成立以来,欧宝新品频出,科研创新突破明显,市场信心强劲。其协作机器人的核心部件均已国产化,核心技术无需“哽咽”。

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新松机器人自动化有限公司作为全球机器人产品线最齐全的制造商之一,拥有中国最大的机器人产业化基地。新松机器人隶属于中国科学院。以机器人技术为核心,致力于全智能产品和服务。高科技上市公司。在全球建立了八家主要研发机构,形成了集自主核心技术、核心零部件、核心产品和行业系统解决方案为一体的全产业价值链。

新松机器人于2015年进入协作机器人行业。2015年11月,新松推出国内首款自主研发的7自由度协作机器人。 7轴柔性多关节机器人具有快速配置、牵引示教、视觉引导、碰撞检测等功能。工业操作所需。 2019年,新松在汉诺威工业博览会上展出了其最新产品HSCR5复合机器人和DSCR3双臂协作机器人。 HSCR5复合机器人是当时国内第一台智能柔性7轴复合机器人,DSCR3双臂协作机器人是新松自主研发设计的国内第一台双臂协作机器人。它集成了两个7自由度协作机器人,并配备了头部视觉。重复定位精度达到±0.02mm,达到国际先进水平。

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洛氏(北京)科技有限公司成立于2015年,发展迅速。成立六周年以来,先后发布了XB轻型六轴工业机器人系列、六轴柔性机器人xMate、七轴柔性机器人xMate Pro。

柔性机器人xMate可以说是中国协作机器人行业的一次成功、大胆的创新。 xMate系列柔性机器人分为六轴xMate和七轴xMate Pro两个版本。 xMate3和xMate3 Pro的工作范围均为760mm,有效载荷为3kg,自重分别为19kg和20kg; xMate7和xMate7 Pro的工作范围均为850mm,有效载荷为7kg,自重分别为27kg和29kg;四个模型的重复性为±0.03。

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在技术和应用方面,xMate系列与传统工业机器人和协作机器人有着不同的软硬件架构。采用基于闭环联合力的力-位混合控制技术。每个关节均配备高精度扭矩传感器,兼具高动态力控制能力和柔顺控制能力,最大程度再现人臂般的灵活运动。不仅应用于柔顺力控装配、精密磨削等复杂工业场景,还提供医疗、教育、商业等领域。有效的解决方案。在外观方面,xMate也很出色。 2021年,xMate将以其卓越的设计理念、全球前沿的技术特性、卓越的产品性能,在近万款参展产品中脱颖而出,成功获得全球知名设计评选。德国红点产品设计奖的“奥斯卡”。在系统集成研发方面,针对初级用户的需求,xMate配备了图形化操作,用户可以像使用手机一样使用xMate,非常简单易用;针对科研用户的需求,xMate开放的底层控制能力可以供科研用户使用。提供优秀的二次开发平台,为探索机械臂新的应用方向提供基础平台支持。

此外,洛视科技于2015年7月获得梅花天使380万元天使轮融资,2016年5月获得德联资本Pre-A轮融资1500万元,2017年11月获得青空银杏。, 德联资本4000万元A轮融资,2018年9月,顺为资本、金沙江联合资本、青空银杏、美华天使创投1.6亿元B轮融资,2020年8月获何资本1亿元C1融资,而且发展势头极其迅猛。

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艾力特(苏州)机器人有限公司成立于2014年,是北京航空航天大学机器人研究所、博士生导师发起的企业。清华大学精密仪器系博士后。年。 2016年6月,开发出首个机器人控制系统。 2018年,精英推出EC系列六轴、七轴协作机器人。 EC系列协作机器人的有效载荷在3-12kg之间,自重在13-31kg之间。之间。 2020年推出CS系列协作机器人,对标UR e系列产品。该系列产品将在基础设施、编程方式、安全法规、核心算法等方面全面提升软硬件性能,提升协作机器人产品的安全性和易用性。可操作且开放。

Alite于2018年1月由策源创投领投,元禾原点跟投5000万元A轮融资。 、索道资本跟投近亿B轮融资,2020年底获得2亿B1轮融资。

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跃江科技成立于2015年,主要从事机械臂制造,产品主要为台式机械臂和协作机械臂。但与其他机器人企业采购零部件再集成不同,跃江科技直接研发伺服驱动和控制系统,自主化率高。 5年来,跃江科技推出多款高性价比协作机器人,成为业内首家拥有0.5kg到16kg全产品矩阵的公司。

值得一提的是,2020年,跃江科技还发布了其创新产品——协作机器人的“安全皮肤”——DobotSafeSkin。与以往市面上的碰撞后感知被动响应方案相比,悦江安全皮采用了碰撞前预感知技术,无需提前预警降低速度。可穿戴式碰撞检测灵活且覆盖面积大。可以感应到任何角度的入侵。在确保高效生产的同时,最大限度地提高人员的安全性和机器的运行效率。

粤江科技获得深创投、前海基金近7000万元A轮投资。 2018年获得松鹤资本领投的1亿元A+轮融资。车资本、文氏资本、招商资本、云汇资本、潜力资本以及老股东跟投的3.2亿元新一轮融资。

捷卡机器人成立于2014年,由朱向阳教授领衔的10位教授组成。主要成员为上海交通大学机器人研究所等机器人与智能制造领域的权威专家和专业研发人员。由12名博士后和50名机械与控制领域的高级工程师组成的工程师团队。

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2017年,捷卡推出6轴小猪™系列协作机器人(JAKA Zu)。 JAKAZu有3Kg、7Kg和12Kg三种规格。在机器人本体设计上,小筑™采用集成关节技术,对电机、减速机、驱动控制板等进行优化,减轻了机器人本体的重量。

2019年,JICA推出JAKA Zu S系列产品。 JAKA Zu S系列采用多轴力传感器-单极方案,实现力控阻抗/导纳、力-位置混合控制。整个算法包括力控应用包、牵引示教、碰撞检测、恒力跟踪、法线跟踪、速度模式等,使用最合理、最经济的一极方案,实现力控所需的所有应用全覆盖顾客。实现可视化编程,教学APP可实时显示外接力值,方便操作使用;可快速适应不同应用需求,覆盖更多应用场景;具有力反馈更灵敏等优点,为客户提供更安全的工作环境。

2020年,杰卡将推出新一代杰卡All-in-one系列协作机器人——集成杰卡机器人自主研发的JAKA Lens视觉技术的六轴协作机器人。

2021年,JICA将推出高性价比协作机器人JAKA C系列。该系列有两种产品:JAKA C5(5kg负载)和JAKAC7(7kg负载),重复定位精度为±0.05mm。

杰卡机器人2015年获1500万元A轮融资; 2018年获得6000万元A+轮融资; 2019年4月,获得1亿元B轮融资。 2021年1月14日,杰卡机器人宣布完成C轮融资,金额超过3亿元。

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大族电机成立于2005年,是上市公司大族激光的全资子公司。 2014年,大族机器人研究院正式成立。 2017年,大族汽车正式宣布独立机器人事业部,成立大族集团全资子公司深圳市大族机器人有限公司。

2017年,大族机器人推出首款单臂协同六轴机器人。 Elfin机器人根据负载不同分为三种不同型号:Elfin 3(负载3kg)、Elfin5(负载5kg)和Elfin 10(负载5kg)10kg),它们的自由度都是6,重复性定位为±0.03。外壳主要材质为铝合金。

2021年,大族机器人将推出MAiRA系列,这是一款集3D视觉传感器、3D语音识别技术(360度全景麦克风矩阵)、6自由度电子皮肤于一体的智能协作机器人,可准确响应手势触摸。

大族机器人2020年完成1.65亿A轮融资

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通过对各个协作机器人厂商生产的产品进行总结,我们发现:在协作机器人概念出现的早期,国外各大厂商就协作机器人的外观和性能做了各种尝试。七轴臂、七轴双臂、小型桌面协作机器人、大型包装码垛机械臂、显示屏与机械臂组合、摄像头与机械臂组合、力矩感应区与机械臂组合。 ..

可以看出,国外早期的协作机器人厂商在探索中做出了各种大胆的尝试。

中国的协作机器人厂商大多出现在2015年左右。虽然中国国产的协作机器人起步有点晚,但从图片总结可以看出:国产协作机器人更新速度更快,几乎每个厂商都推出新品。

深入观察会发现,国内大部分协作机器人厂商生产的新品,在外观和参数性能上似乎有着高度的契合度。国内协作机器人厂商推出的产品虽然重复定位精度较国外早期0.1mm有很大提升,但重复定位精度基本稳定在0.01-0. 05mm,但它们的有效载荷集中在3-18kg左右。很多企业生产的产品都存在碰撞造型,产品同质化严重,国内大部分协作机器人与第一代协作机器人造型一致。机器人 UR5 非常相似,以至于一些公司似乎比开发人员更多地是协作机器人组件的集成商。

再深入一点会发现,国产协作机器人的生产模式多为:进口关键部件+国产机身+半国产系统。目前,占协作机器人(工业机器人)成本70%的我国三大核心部件仍以外资企业为主。虽然已经有汇川科技(伺服)、华中数控(控制、伺服)、中大地(减速机)等核心零部件自主品牌快速成长,但目前,我国减速机市场的85%,90%伺服电机市场和控制系统市场80%以上仍被海外品牌占据。无论是技术还是价格,国产协作机器人都受到了很大的制约,国产替代进口还有很长的路要走。但无论如何,国内协作机器人厂商和企业都应该努力探索和掌握三大核心部件的核心技术,以免后期出现像华为芯片一样卡在脖子上的情况。

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目前,由于劳动力成本的提高、协作机器人行业技术的成熟和应用场景的扩大,协作机器人广泛应用于工业、医疗、物流、娱乐等各个领域。未来,随着协作机器人技术的发展、中国社会的老龄化、出生率的不断下降以及人口红利的逐渐消失,协作机器人在中国将拥有更大的市场。因此,国内各大协作机器人厂商应抓住机遇,开发出更具场景通用性的协作机器人。比如在外观设计、场景案例上多下功夫。

亚博买球网址系统集成是中国协作机器人崛起的重中之重。如果国内的集成商能开发出像手机的Android和ios系统一样简单方便的操作系统,那么机器人就可以针对不同的应用场景和用途进行开发。将软件放入系统中,人们使用机器人就像使用手机一样容易。届时,协作机器人的使用将不再局限于工业用途,普通百姓家将成为协作机器人更广阔的市场。