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【原创】协作机器人与传统工业机器人:逐渐消逝的界限
机器人| 协作机器人| 蓝皮书 文章来源自:高工机器人网
2020-01-16 09:04:14 阅读:6468
摘要未来,所有机器人都应具备与人安全协同工作的特性。

【文/剑胆琴心】

1、协作机器人百家争鸣序幕开启

  要说这几年来机器人行业最热的领域,非协作机器人莫属。

  2019年9月,高工机器人研究所(GGII)携手节卡机器人在上海工博会上发布《2019年协作机器人行业发展蓝皮书》,这也是自2017年以来《协作机器人行业发展蓝皮书》连续发布的第三个年头,该蓝皮书宣告了协作机器人行业百家争鸣的序幕已经开启。

  自2008年以来,协作机器人行业从萌芽期进入快速成长期。《2019年协作机器人行业发展蓝皮书》数据显示,截至2019年7月,全球协作机器人厂商数量已超过100家,其中进入中国市场的协作机器人厂商数量超过70家。仅在2019年上海工博会机器人展参展的协作机器人厂家就不少于50家。

  《蓝皮书》预测,到2021年,全球协作机器人销量将达6.0万台,市场规模将突破96亿元。2018年全球协作机器人销量占工业机器人市场5.6%,同比提升1.3个百分点。预计2019年全球协作机器人销量占比有望达到6.5%以上,2020年有望达到8%以上。

2014-2021年全球协作机器人销量及预测(单位:台,%)

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数据来源:高工产研机器人研究所(GGII),2019年7月

2017-2018年全球协作机器人销量占比情况(单位:台,%)

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数据来源:高工产研机器人研究所(GGII),2019年7月

  协作机器人诞生之初就是为了打破机器人与人并肩工作的重重阻碍,实现与人在共同工作空间里近距离协同工作。得益于其较高的灵活性、安全性和易用性,相较于交互性较弱的传统工业机器人而言,协作机器人具有更广的应用延展性,不仅可以在工业领域应用,还可以在建筑、医疗、教育、农业、商业服务等领域开拓人机协作新场景,具备足够高的天花板和足够大的需求前景。

  这也是协作机器人在近几年呈现爆发式增长的原因所在。如今,协作机器人早已经从概念到深入人心,并逐渐成为各机器人厂商争相布局的战略产品。

  2、大负载渐成趋势?

  协作机器人有它独特的优势,但缺点也很明显:

  为了保证机器人的安全性,一般要求协作机器人要具有低自重,低能量的特点,这直接导致协作机器人的运行速度比较慢,通常只有传统工业机器人的1/3到1/2;

  大部分协作机器人体型较小,负载一般在10kg以下,工作范围与人的手臂相当,很多场合无法使用。但是综观国内外2019年的协作机器人新品发布情况,可以发现一个新现象:协作机器人正在向大负载、长臂展的方向迈进。

  据不完全统计,2019年负载大于10kg的协作机器人新品有以下10款:

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  从ABB的500g负载单臂协作机器人YuMi,到负载35kg的FANUCCR-35iA,再到负载能够达到110kg甚至是更大的柯马AURA协作机器人,不禁让人开始思考,协作机器人的负载到底多少合适?

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柯马AURA协作机器人

  在有效负载10kg以下的协作机器人日趋“同质化”的情况下,2019年扎堆出现的10kg-20kg负载新品,不仅丰富了各大协作机器人厂商的产品矩阵,也使协作机器人的应用领域有了更大的覆盖能力,这是否预示着大负载会是协作机器人发展的未来?

  高工机器人研究所所长卢彰缘表示:“2019年,各协作机器人代表厂商均推出长臂展、大载重产品,其中有两种驱动力,一是主动延伸产品体系,扩充协作机器人的应用领域;二是被动追随,面对协作机器人的市场竞争,向友商的产品看齐。回归本质,应是看市场有没有需求,能不能创造价值。”

  可以说,大负载协作机器人的出现是协作机器人市场的又一细分领域。

  在汽车零配件、家电、食品、物流、建筑等行业都会出现10~15kg级,甚至更重的重型零件、物料的搬运、装配、加工、码垛等处理工作。在应用过程中,传统工业机器人无法实现简单易用、安全灵活地为人工助力或与人共同协作完成生产任务,而10kg及以下负载的协作机器人又无法满足高负重的自动化工作处理要求。

  针对这种重型物料,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。

  3、逐渐消逝的界限

  随着AI、智能传感等新技术的发展和传统技术的持续发力和不断突破,可以看到,协作机器人的负载、体积在变大,速度也得到了提升。

  未来,协作机器人将进一步围绕负载自重比、智能传感等技术融合,弱化高刚度结构,使用电子安全皮肤,提高定位精度等多个方面进行升级和变革,进而提高易用性、灵活性、安全性、可靠性及工作性能。

  与此同时,传统工业机器人也能够不单单依靠安全防护围栏的隔离,而是借助视觉防护、碰撞检测、力控技术等,在人靠近的时候降速甚至停下来。

  FANUC推出的系列协作机器人就是有着工业机器人的外表,通过加入力传感器来实现其安全性。因此其负载覆盖范围,工作空间、速度和功能均超过其它品牌。当然,也有一部分业内人士认为,FANUC的这些机器人并不能称为协作机器人,只能在特定的场景里应用,难以成为主流产品。

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  或许,这些争议也正说明了协作机器人与传统工业机器人之间的界限正在逐渐模糊,两者在工作领域上的空白区域也逐渐被填补。未来用户在选择机器人时,也将更少地关注具体所需的机器人类型,而更多地考虑自动化的流程或应用程序、功能要求的实现及机器换人的替代程度,布局成本及投资回收等。

  最终,协作机器人将变成一个过渡概念,随着技术的发展,未来所有的机器人都应该具备与人类一起安全的协同工作的特性,本质安全应该是理想机器人的必备且基础的特征。也就是说,未来协作机器人与传统工业机器人之间的争论终将消逝。


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