以往，協(xié)作機(jī)器人因其輕量化、靈活性高的特征，主要被客戶用來(lái)處理對(duì)負(fù)載要求不高的任務(wù)，所以相對(duì)于大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人來(lái)說(shuō)，低中負(fù)載場(chǎng)景中協(xié)作機(jī)器人的應(yīng)用已經(jīng)在前幾年便獲得了高速的增長(zhǎng)。

但隨著協(xié)作機(jī)器人的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，協(xié)作機(jī)器人開(kāi)始從低中負(fù)載領(lǐng)域，向大負(fù)載領(lǐng)域演進(jìn)。

**一方面，**面對(duì)復(fù)雜且對(duì)安全性要求高的場(chǎng)景，客戶越來(lái)越希望有更高負(fù)載的協(xié)作機(jī)器人來(lái)代替人工或者傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人。

**另一方面，**在 SCARA 機(jī)器人與工業(yè)小六軸機(jī)器人的“圍剿”下，競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)倒逼協(xié)作機(jī)器人廠家去拓展新的應(yīng)用場(chǎng)景，而大負(fù)載成為了協(xié)作機(jī)器人廠家的新策略。

**中科新松總經(jīng)理李法設(shè)在接受高工機(jī)器人調(diào)研時(shí)表示，**從負(fù)載的趨勢(shì)來(lái)看，從低中負(fù)載逐漸向大負(fù)載演變主要是受到市場(chǎng)需求的驅(qū)動(dòng)；同時(shí)，現(xiàn)在市面上的協(xié)作機(jī)器人廠家技術(shù)也越發(fā)成熟，推出來(lái)的產(chǎn)品無(wú)論是從機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)還是算法，或者到整個(gè)供應(yīng)鏈，成熟度越來(lái)越高，為大負(fù)載的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

為什么是“大負(fù)載”

協(xié)作機(jī)器人發(fā)展至今，性能正在不斷地向工業(yè)方向靠攏，技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)**“工業(yè)協(xié)作化”、“協(xié)作工業(yè)化”**的趨勢(shì)。

“未來(lái)協(xié)作機(jī)器人的增長(zhǎng)點(diǎn)仍然在工業(yè)領(lǐng)域”已成為行業(yè)共識(shí)，目前市場(chǎng)上協(xié)作機(jī)器人的主流玩家們正在尋找工業(yè)上的增長(zhǎng)點(diǎn)，其應(yīng)用場(chǎng)景也越來(lái)越豐富，覆蓋3C、汽車(chē)、半導(dǎo)體、金屬加工、醫(yī)療、新零售、物流等多個(gè)場(chǎng)景。

但在開(kāi)辟新的領(lǐng)域時(shí)，協(xié)作機(jī)器人廠家們也不約而同地面臨著各種難題。最直接的就是，當(dāng)協(xié)作機(jī)器人的負(fù)載變大時(shí)，性能便會(huì)大打折扣，例如效率和穩(wěn)定性。要保證人員和機(jī)器的安全，協(xié)作大負(fù)載便會(huì)被設(shè)定在較低的速度下運(yùn)行。

在李法設(shè)看來(lái)，一方面從安全性的角度看，當(dāng)機(jī)器人與人或其它設(shè)備發(fā)生碰撞時(shí)，協(xié)作機(jī)器人就會(huì)停止運(yùn)行，這屬于基于力感知的被動(dòng)安全響應(yīng)機(jī)制；另一方面，協(xié)作機(jī)器人其實(shí)是從與人完全隔離的工業(yè)機(jī)器人，逐漸發(fā)展到人機(jī)相互協(xié)作的產(chǎn)品，大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人可以借助多模態(tài)的傳感器等來(lái)主動(dòng)對(duì)環(huán)境進(jìn)行充分的感知，以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)安全響應(yīng)。

“負(fù)載的增加影響的不僅是安全性，還有機(jī)器人的抖動(dòng)和精度等問(wèn)題，協(xié)作機(jī)器人廠家在進(jìn)行大負(fù)載產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要有全局優(yōu)化的設(shè)計(jì)理念，也要在軟件及控制算法層面保證機(jī)器人的綜合性能。”

同時(shí)，協(xié)作機(jī)器人廠家在剛開(kāi)始研發(fā)大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品的時(shí)候，由于協(xié)作機(jī)器人剛度偏弱，故而必須在增大負(fù)載和擴(kuò)大臂展之間權(quán)衡。

李法設(shè)介紹，首先臂展越長(zhǎng)，對(duì)關(guān)節(jié)的負(fù)載也會(huì)越大，同時(shí)需要輸出的功率或者力矩也會(huì)越大；其次，隨著臂展的增加，極其考驗(yàn)協(xié)作機(jī)器人在輕量化設(shè)計(jì)時(shí)的剛度變形問(wèn)題；再者，臂展的增加會(huì)使機(jī)器人更加柔性化，會(huì)增加機(jī)器人控制的復(fù)雜度，從而影響機(jī)器人的性能。

但在實(shí)際的場(chǎng)景中，搬運(yùn)的物體不僅需要大負(fù)載的機(jī)器人，同樣也需要機(jī)器人擁有較長(zhǎng)的臂展。例如，在碼垛的場(chǎng)景中，需要搬運(yùn)的箱子外形尺寸比較大，使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)作機(jī)器人存在臂展過(guò)短、部署受限等痛點(diǎn)，擁有大負(fù)載、長(zhǎng)臂展的協(xié)作機(jī)器人則可以解決上述問(wèn)題。

可喜的是，隨著技術(shù)的迭代，協(xié)作機(jī)器人的負(fù)載范圍也越來(lái)越廣泛，**從3kg向 25kg 演進(jìn)；臂展也越來(lái)越長(zhǎng)，從618mm 拓展到2000mm，**兩者之間的“生存矛盾”亦得到良好的解決，大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人頻繁地出現(xiàn)在人們的視野中。

以大負(fù)載產(chǎn)品起家，走出差異化道路

縱觀市場(chǎng)上的協(xié)作機(jī)器人玩家，在成立初期，大部分玩家瞄準(zhǔn)的是中小負(fù)載產(chǎn)品，在技術(shù)的成熟和場(chǎng)景的需求下，慢慢瞄準(zhǔn)大負(fù)載產(chǎn)品。

中科新松則是基于特定的客戶場(chǎng)景需求，?從大負(fù)載產(chǎn)品起家，慢慢過(guò)渡到中小負(fù)載產(chǎn)品，走出了一條差異化道路。

李法設(shè)回憶，中科新松在2017年便已經(jīng)看準(zhǔn)大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人的需求。在彼時(shí)的半導(dǎo)體行業(yè)，中科新松發(fā)現(xiàn)在芯片后道生產(chǎn)工序中，上下料的載具基本是在15kg以上，這就需要機(jī)器人具備足夠的負(fù)載能力的同時(shí)也具備安全性。

基于這個(gè)需求，中科新松在2017年開(kāi)始進(jìn)行大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人的研發(fā)，2018年中科新松的20KG大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人開(kāi)始量產(chǎn)，后面又持續(xù)推出14kg負(fù)載的產(chǎn)品。2022年，看到以碼垛為主的場(chǎng)景對(duì)重型物料的搬運(yùn)需求越來(lái)越旺盛，便開(kāi)始25kg負(fù)載產(chǎn)品的研發(fā)，直至2023年2月，中科新松25kg負(fù)載的產(chǎn)品面世。

**據(jù)了解，中科新松推出的GCR25-1800，是DUCO多可?協(xié)作機(jī)器人G系列中負(fù)載最大的一員，有效工作半徑1800mm。**該產(chǎn)品一經(jīng)推出，便受到了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。

從本體重量來(lái)看，GCR25-1800采用高集成度模塊化設(shè)計(jì)，在降低研發(fā)和制造成本的同時(shí)，盡可能地減少本體重量，自重只有61kg，比20kg負(fù)載產(chǎn)品自重輕近10%。

李法設(shè)分析，從用戶角度來(lái)說(shuō)，本體自重下降的時(shí)候，除了小慣量保證人機(jī)協(xié)作安全，容易部署，同時(shí)能夠保證較高的能源利用率，這是很多協(xié)作機(jī)器人廠商一直追求比較高的負(fù)載自重比的原因。

GCR25-1800可抓取25kg物品，擁有1800mm長(zhǎng)臂展，完美適用于重型物料的搬運(yùn)、碼垛等應(yīng)用；配套了全新的控制柜，體積相比原控制柜控降低30%，使得GCR25具有極高的靈活性，更適合狹窄空間使用。

李法設(shè)介紹，在研發(fā)大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人時(shí)，中科新松首先會(huì)做全局優(yōu)化設(shè)計(jì)的考量，以此實(shí)現(xiàn)工作空間、作業(yè)節(jié)拍、輕量化等多個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)。李法設(shè)認(rèn)為，一體化關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，在滿足功能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，還要滿足散熱、電磁干擾、防護(hù)等級(jí)、振動(dòng)、裝配工藝、可維護(hù)性等性能指標(biāo)，會(huì)涉及到電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器和減速機(jī)等零部件，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要考慮到產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同。

為實(shí)現(xiàn)中科新松產(chǎn)品的輕量化以及集成化，解決高功率密度的機(jī)電控一體化關(guān)節(jié)高度集成的技術(shù)難題，中科新松的一體化關(guān)節(jié)的集成包含機(jī)構(gòu)綜合、電子電氣綜合、機(jī)電控綜合、通訊設(shè)計(jì)以及熱設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)，建立了電機(jī)矢量控制模型、全閉環(huán)控制模型、電磁仿真模型、關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)模型以及熱力學(xué)動(dòng)態(tài)模型等，實(shí)現(xiàn) 最大可達(dá)3000W 驅(qū)動(dòng)功率。

工作節(jié)拍方面，GCR25-1800相比20kg負(fù)載的協(xié)作機(jī)器人節(jié)拍提升20%，重復(fù)定位精度可以達(dá)到±0.05mm，最后，GCR25-1800的操作軟件加載了最新版DUCO CORE操作系統(tǒng)，可集成視覺(jué)操控等功能，提升人機(jī)交互體驗(yàn)。

李法設(shè)透露，GCR25-1800已經(jīng)在碼垛、重型物料的搬運(yùn)場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)了批量應(yīng)用。

DUCO Cobot 多可?協(xié)作機(jī)器人矩陣

當(dāng)前，在中科新松核心技術(shù)的加持以及全局優(yōu)化設(shè)計(jì)的考量下，中科新松已經(jīng)擁有完善的 DUCO Cobot 多可?協(xié)作機(jī)器人矩陣，負(fù)載范圍已經(jīng)全面覆蓋25kg-3kg，臂長(zhǎng)范圍涵蓋2000mm-618mm。豐富的負(fù)載和臂長(zhǎng)選擇，可輕松應(yīng)用于汽車(chē)、能源、半導(dǎo)體、3C、食品藥品、教育科研等多個(gè)行業(yè)，為客戶提供更多產(chǎn)品選型和更精準(zhǔn)的成本控制，實(shí)現(xiàn)效益最大化。

大規(guī)模落地來(lái)臨？

相較于工業(yè)機(jī)器人，協(xié)作機(jī)器人的輕量化設(shè)計(jì)，讓其安全性更高，且部署難度小。

比如在部署方面。在面向場(chǎng)景部署時(shí)，不同的場(chǎng)景有不同的操作對(duì)象，協(xié)作機(jī)器人使用前不需要像傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人一樣重構(gòu)整條產(chǎn)線，可直接對(duì)接現(xiàn)有產(chǎn)線。使用中，傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人出現(xiàn)故障時(shí)，可能導(dǎo)致整條產(chǎn)線的停工。但協(xié)作機(jī)器人如果損壞，則可以現(xiàn)場(chǎng)快速更換另一臺(tái)產(chǎn)品，減少現(xiàn)場(chǎng)部署和調(diào)試的成本。此外，協(xié)作機(jī)器人還可以和AMR結(jié)合，拓展應(yīng)用邊界，擺脫固定在同一個(gè)地方的束縛。

可以說(shuō)，協(xié)作機(jī)器人的出現(xiàn)，掃除了傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人與產(chǎn)線工人之間人機(jī)協(xié)作的障礙，滿足生產(chǎn)制造的自動(dòng)化需求。

近年來(lái)，隨著協(xié)作機(jī)器人的玩家越來(lái)越多，協(xié)作機(jī)器人行業(yè)開(kāi)始**從無(wú)序逐漸走向有序，**進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。

“相較于工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展，協(xié)作機(jī)器人的發(fā)展還處于爬升期。”在李法設(shè)看來(lái)，協(xié)作機(jī)器人尚未達(dá)到真正大規(guī)模的階段。

對(duì)此，李法設(shè)認(rèn)為，可以從以下幾個(gè)維度出發(fā)，加快協(xié)作機(jī)器人的發(fā)展速度。

**一是價(jià)格。**目前協(xié)作機(jī)器人的價(jià)格已經(jīng)相對(duì)較低，但隨著場(chǎng)景的不斷細(xì)分，未來(lái)的協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品也可能會(huì)根據(jù)不同的場(chǎng)景逐漸分化出不同的產(chǎn)品，其價(jià)格也會(huì)有差異。從某種程度上而言，價(jià)格的下沉，一定會(huì)擴(kuò)大或者激發(fā)更多新場(chǎng)景。

**二是場(chǎng)景。**協(xié)作機(jī)器人智能化的提升，將有助于協(xié)作機(jī)器人的使用場(chǎng)景進(jìn)一步拓展，不僅可以適用于工業(yè)場(chǎng)景，也適用于商業(yè)、新民用以及家用等領(lǐng)域，這些新場(chǎng)景的開(kāi)拓為協(xié)作機(jī)器人帶來(lái)更大的想象空間。

高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2026年，中國(guó)協(xié)作機(jī)器人銷(xiāo)量將突破10萬(wàn)臺(tái)大關(guān)，市場(chǎng)規(guī)模將突破100億元。

GGII認(rèn)為，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，隨著技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)品價(jià)格的下行，協(xié)作機(jī)器人的接受度將獲進(jìn)一步提升，真正實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用的廠商逐年增加，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。

“以往談?wù)摰幂^多的是各家都有哪些產(chǎn)品，現(xiàn)在各家關(guān)注得更多的是場(chǎng)景開(kāi)拓。”李法設(shè)判斷，協(xié)作機(jī)器人的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)走向了下半場(chǎng)。

接下來(lái)，中科新松將會(huì)從兩方面出發(fā)，持續(xù)提高自身競(jìng)爭(zhēng)力。

**一方面，持續(xù)的深入場(chǎng)景。**面向場(chǎng)景精心打磨產(chǎn)品，讓產(chǎn)品和場(chǎng)景需求的匹配度更高；**另一方面，抓住出海的機(jī)遇，**加快海外市場(chǎng)的拓展。目前新松已經(jīng)在歐洲和東南亞等地區(qū)設(shè)立了子公司。

李法設(shè)表示：“從中科新松的角度看，我們不僅希望在海外進(jìn)行銷(xiāo)售，還希望與當(dāng)?shù)氐暮献骰锇楣餐瑢?shí)現(xiàn)本地化的‘全球化’，更好的響應(yīng)海外客戶的需求，加快中科新松海外市場(chǎng)推廣的速度。”






審核編輯：劉清