作為全球最大的協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)，中國協(xié)作機(jī)器人行業(yè)高歌猛進(jìn)已有多年，創(chuàng)新始終是協(xié)作機(jī)器人高速發(fā)展的內(nèi)在底色，需求和產(chǎn)品則是市場(chǎng)變化的風(fēng)向標(biāo)。
2023年中國六軸及以上協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)銷量為2.63萬臺(tái)，預(yù)計(jì)2024年中國協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)銷量將達(dá)到3.48萬臺(tái)，同比增長(zhǎng)32.32%。
從頭部廠商的產(chǎn)品風(fēng)向來看，國內(nèi)協(xié)作機(jī)器人正從單臂向雙臂、雙臂向人形方向進(jìn)化，大負(fù)載的上限被持續(xù)突破，力控與視覺等感知能力漸成標(biāo)配。協(xié)作機(jī)器人在碼垛、焊接應(yīng)用漸成風(fēng)潮，在醫(yī)療、商業(yè)、教育等非工業(yè)場(chǎng)景出貨量迅猛增長(zhǎng)，主流玩家們不斷尋找更多元的場(chǎng)景增長(zhǎng)點(diǎn)。
從節(jié)卡機(jī)器人今年的產(chǎn)品應(yīng)用和更新迭代上，能夠看出協(xié)作機(jī)器人行業(yè)的新現(xiàn)象，技術(shù)演變的新趨勢(shì)，有助于我們挖掘更多潛在商業(yè)價(jià)值的新場(chǎng)景。
10年前，協(xié)作機(jī)器人憑借低門檻、易操作、安全性、高協(xié)同的特點(diǎn)讓更多企業(yè)邁入智能化的大門。日新月異的技術(shù)進(jìn)步，使得協(xié)作機(jī)器人的性能正不斷向工業(yè)方向靠攏，呈現(xiàn)“工業(yè)協(xié)作化”、“協(xié)作工業(yè)化”的趨勢(shì)，協(xié)作工業(yè)化腳步甚至更快，負(fù)載提升是其中一個(gè)明顯趨勢(shì)。
自2022年開始，大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人（L≥12kg）開始興起，在汽車、新能源、食品包裝、物流倉儲(chǔ)等眾多下游細(xì)分行業(yè)加速滲透。GGII數(shù)據(jù)顯示，2023年國內(nèi)大負(fù)載和超大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人銷量在所有協(xié)作機(jī)器人銷量中占比達(dá)到21.21%，一年之內(nèi)提高了7個(gè)百分點(diǎn)。
20kg負(fù)載是協(xié)作機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)分水嶺，這對(duì)機(jī)器人的安全性、穩(wěn)定性、易用性都提出了更高的要求。
今年4月，節(jié)卡機(jī)器人在漢諾威工博會(huì)發(fā)布了JAKA Zu 20，這是一款20kg大負(fù)載的協(xié)作機(jī)器人，采用最優(yōu)關(guān)節(jié)配比技術(shù)設(shè)計(jì)，在精度、靈活性、安全性、機(jī)體防護(hù)等性能上全方位突破，節(jié)卡機(jī)器人將其定位為“六邊形戰(zhàn)士”。
Zu20系列有1780mm的長(zhǎng)臂展，采用抑振算法，重復(fù)定位精度可達(dá)±0.05mm，最大末端速度達(dá)到3m/s，在碼垛場(chǎng)景可實(shí)現(xiàn)1分鐘8-10箱高效作業(yè)，能夠勝任如汽車傳動(dòng)軸、變速箱部件等重型工件的搬運(yùn)任務(wù)。據(jù)了解，目前該產(chǎn)品已在某頭部日化企業(yè)碼垛產(chǎn)線上批量化部署。
負(fù)載提升的背后，是安全碰撞檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)和控制力的進(jìn)步，節(jié)卡機(jī)器人通過了ISO-13849的27項(xiàng)功能安全認(rèn)證、CR認(rèn)證、歐盟CE指令等多個(gè)國家認(rèn)證，全系列產(chǎn)品達(dá)到CR認(rèn)證功能安全方向最高水平L5等級(jí)。
但20kg負(fù)載只是“協(xié)作工業(yè)化”性能提升的一個(gè)縮影，越來越多的大負(fù)載技術(shù)革新正像潮水般涌來。
原先在新能源、食品行業(yè)等場(chǎng)景中，協(xié)作機(jī)器人受限于節(jié)拍速度、能耗等問題，很難成為企業(yè)重件搬運(yùn)的首選，隨著一體化關(guān)節(jié)性能和控制系統(tǒng)的精進(jìn)，大負(fù)載領(lǐng)域玩家增多，越來越多的重型工件搬運(yùn)同樣可以由協(xié)作機(jī)器人來承擔(dān)。
節(jié)卡機(jī)器人在今年工博會(huì)上首次發(fā)布了40kg超大負(fù)載的JAKA MAX系列工業(yè)協(xié)作機(jī)器人，工作半徑為1.8m，重復(fù)定位精度達(dá)到±0.05mm，具備高能效、高精、快部署的優(yōu)點(diǎn)，將協(xié)作機(jī)器人拓展到更多精密儀器加工、重型工件柔性裝配場(chǎng)景。
JAKA MAX系列將協(xié)作理念同重負(fù)載機(jī)器人結(jié)合，通過高集成、大功率一體化關(guān)節(jié)模組，在伺服運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)融入SIC碳化硅技術(shù)，搭配EtherCAT高速實(shí)時(shí)總線，相比同負(fù)載工業(yè)機(jī)器人，其能耗下降40%，控制精度提升25%，軌跡規(guī)劃效率提升30%，可以充分應(yīng)用在光伏板等重型工件柔性裝備搬運(yùn)等場(chǎng)景。
據(jù)悉，從MAX系列開始，節(jié)卡機(jī)器人未來或?qū)⑻魬?zhàn)更大負(fù)載的工業(yè)協(xié)作機(jī)器人。
大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人已漸成潮流，負(fù)載≥30kg的產(chǎn)品將繼續(xù)增加，傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人與協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用的共融性增強(qiáng)，兩者之間的關(guān)系，已從找“絕對(duì)差異”發(fā)展到“強(qiáng)化比較優(yōu)勢(shì)”。
柔性協(xié)作需求升級(jí)，深入場(chǎng)景“對(duì)癥下藥”
近年來協(xié)作機(jī)器人得益于技術(shù)創(chuàng)新，細(xì)分行業(yè)場(chǎng)景應(yīng)用邊界不斷拓寬，例如焊接、醫(yī)療和柔性裝配等領(lǐng)域，據(jù)GGII數(shù)據(jù)顯示，中國協(xié)作機(jī)器人焊接應(yīng)用規(guī)模穩(wěn)步提升，未來5年中國智能焊接機(jī)器人市場(chǎng)在將保持42%的復(fù)合增長(zhǎng)。需求增長(zhǎng)的同時(shí)，行業(yè)對(duì)產(chǎn)品功能的豐富性、協(xié)同作業(yè)的靈活性、交互的便捷和智能化程度提出了更高要求。
以焊接、打磨領(lǐng)域?yàn)槔?，企業(yè)一直被招工難、招工貴、熟練工人少、作業(yè)偏差大等痛點(diǎn)困擾，在引入?yún)f(xié)作機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的過程中，除了考慮機(jī)器人的安全性、靈活性外，也更加看重力控功能、操作便捷度、抗干擾能力和精度。
與此同時(shí)，力傳感器屬于精密部件，以往外置在工具末端，面對(duì)多飛屑、多粉塵的作業(yè)場(chǎng)景、拖拽力過大或碰撞等情況容易過載損壞，維護(hù)成本高。
基于對(duì)市場(chǎng)需求的深度調(diào)研，節(jié)卡機(jī)器人推出了內(nèi)嵌高精度六維力矩傳感器的JAKA S系列，實(shí)現(xiàn)最大400N/48Nm量程，綜合準(zhǔn)度1%F.S，末端最大可承受3000N/300Nm的瞬時(shí)過載，產(chǎn)品防護(hù)等級(jí)也達(dá)到IP65，降低復(fù)雜作業(yè)場(chǎng)景對(duì)末端傳感器的損壞。
用戶還可通過末端快捷鍵一鍵進(jìn)入拖拽模式、精準(zhǔn)生成軌跡，引導(dǎo)機(jī)械臂完成定點(diǎn)焊接、打磨等復(fù)雜軌跡作業(yè)。
在醫(yī)療場(chǎng)景中，安全防護(hù)能力是機(jī)器人作業(yè)的首要保證，搭配高精度傳感器的JAKA S系列可識(shí)別乃至0.1N的力，在感應(yīng)碰撞后自動(dòng)回彈、復(fù)位和繼續(xù)移動(dòng)，同時(shí)大負(fù)載的拖拽體驗(yàn)得到優(yōu)化，用1N的力即可完成絲滑拖拽，操作更加得心應(yīng)手。
不論是在焊接、打磨、柔性裝配的作業(yè)場(chǎng)景，還是精密手術(shù)、康復(fù)理療、電影拍攝等輔助服務(wù)場(chǎng)景，針對(duì)客戶越發(fā)精細(xì)的場(chǎng)景作業(yè)需求，從痛點(diǎn)著手加強(qiáng)精度、速度、安全性、易用性，是協(xié)作機(jī)器人廠商差異化發(fā)展的必經(jīng)之路。
具身智能和人形機(jī)器人是近兩年的風(fēng)口，GGII數(shù)據(jù)顯示，今年1-10月我國人形機(jī)器人相關(guān)領(lǐng)域有55起融資，累計(jì)融資額近70億元。
人形機(jī)器人行業(yè)整體仍處于技術(shù)預(yù)研階段，大多人形機(jī)器人初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)偏重算法、具身大模型等軟件層面，極少企業(yè)在小腦、本體硬件上完成實(shí)質(zhì)性突破，下游集成商更是處于萌芽階段，雖然目前商業(yè)化路徑并不明晰，但人形機(jī)器人的“熱潮”為技術(shù)交叉融合、工業(yè)機(jī)器人的智能提升帶來了更多可能。
據(jù)高工機(jī)器人不完全統(tǒng)計(jì)，目前超過10家協(xié)作機(jī)器人本體廠商入局人形機(jī)器人賽道，成熟的協(xié)作機(jī)器人企業(yè)在關(guān)節(jié)零部件、控制器等領(lǐng)域技術(shù)成熟，協(xié)作機(jī)械臂產(chǎn)品經(jīng)過市場(chǎng)化驗(yàn)證，更有望推動(dòng)人形機(jī)器人的應(yīng)用落地和市場(chǎng)化發(fā)展。
今年工博會(huì)上，節(jié)卡機(jī)器人首次發(fā)布了人形機(jī)器人JAKA K-1，JAKA K-1采用擬人型構(gòu)造，全身有29個(gè)關(guān)節(jié)（不含靈巧手），擁有±0.1mm重復(fù)定位精度，搭載高精度、更高剛性的7軸雙臂，單臂負(fù)載約3~5kg。
集大腦、小腦、雙臂、雙足、力覺傳感器和視覺系統(tǒng)等組件為一體，JAKA K-1完成眼腦手腳全打通，當(dāng)前主要為高校、人工智能院所等機(jī)構(gòu)提供研究支持，助力人形機(jī)器人在軟件硬件一體化融合和多元場(chǎng)景應(yīng)用加速落地。
深挖細(xì)分場(chǎng)景應(yīng)用，追求極致工藝
在下游應(yīng)用中，搬運(yùn)/上下料、裝配、螺絲鎖付仍然是協(xié)作機(jī)器人主流應(yīng)用場(chǎng)景，今年3C電子行情回暖，汽車零部件市場(chǎng)穩(wěn)步增長(zhǎng)，機(jī)床上下料、碼垛、焊接已經(jīng)是協(xié)作機(jī)器人的兵家必爭(zhēng)之地。
在今年年末，節(jié)卡機(jī)器人瞄準(zhǔn)細(xì)分市場(chǎng)的核心痛點(diǎn)需求，推出了高投產(chǎn)效益的JAKA A系列，目前有5kg負(fù)載、12kg負(fù)載兩個(gè)類型，機(jī)器人末端具備IP67的防護(hù)等級(jí)，功耗僅為同負(fù)載工業(yè)機(jī)器人的1/3，可廣泛應(yīng)用在CNC上下料等金屬加工場(chǎng)景，加速柔性自動(dòng)化升級(jí)。重復(fù)定位精度達(dá)到±0.02mm，節(jié)拍平均提升20%，適用于3C電子、精密裝配等節(jié)拍要求高、精度要求高的作業(yè)場(chǎng)景。
JAKA A系列深度挖掘協(xié)作機(jī)器人在狹小空間的極致性能，臂展最長(zhǎng)可達(dá)1425mm，12kg負(fù)載機(jī)器人的3關(guān)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)鐘擺運(yùn)動(dòng)，可節(jié)約30%的部署空間，適用于狹小空間既有產(chǎn)線的柔性改造。
再來看今年協(xié)作機(jī)器人另一大熱門領(lǐng)域——焊接，多家協(xié)作機(jī)器人廠商推出了特定工藝包和智能工作站，在越發(fā)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，只有保持know-how思維想客戶所想，以用戶為中心構(gòu)建服務(wù)和產(chǎn)品，才能立于不敗之地。
在9月工博會(huì)上，節(jié)卡機(jī)器人展示了協(xié)作機(jī)器人與配套焊接工藝包、移動(dòng)工站的的一體式焊接工站組合，輔以極簡(jiǎn)圖形化編程實(shí)現(xiàn)快速上手。配合工藝包，焊接機(jī)器人的重復(fù)定位精度可達(dá)±0.02mm，該工站已應(yīng)用到汽車及零部件、3C電子、科研教育等行業(yè)，也可應(yīng)用于船舶、橋梁鋼結(jié)構(gòu)等工地現(xiàn)場(chǎng)。
升級(jí)的焊接工藝包可以沉淀、復(fù)用高級(jí)焊工的經(jīng)驗(yàn)，輔助把握生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性、產(chǎn)品質(zhì)量一致性、全流程可控性，通過簡(jiǎn)單設(shè)置，即可快速匹配焊機(jī)，靈活實(shí)現(xiàn)弧焊、激光焊接方案。
除了焊接、碼垛工藝包等軟件迭代，今年節(jié)卡機(jī)器人還推出了JAKA Coboπ編程平臺(tái)，平臺(tái)基于WebUI技術(shù)與無線互聯(lián)科技，為開發(fā)者和系統(tǒng)集成商提供“低代碼”的AddOn開發(fā)框架，進(jìn)行具體應(yīng)用場(chǎng)景的軟件開發(fā)。
JAKA Coboπ支持手機(jī)、電腦、平板等多設(shè)備無縫銜接、遠(yuǎn)程控制，具備上傳共享以及一鍵下載開箱即用的功能，讓定制化生產(chǎn)作業(yè)更簡(jiǎn)單。降低編程難度和學(xué)習(xí)成本，增加易用性。
（來源高工機(jī)器人）
