21世纪经济报道记者孙燕 上海报道
协作『机器人』️界,近来颇为热闹。
5月中旬,优傲『机器人』️发布了其迄今为止速度最快的协作『机器人』️UR15,最大TCP(Tool Center Point,工具中心点)速度为5m/s。这一纪录在7月初被刷新:ABB推出PoWa协作『机器人』️系列,TCP速度高达5.8m/s。
另外在6月底,越疆『机器人』️推出大负载协作『机器人』️CR 30H,负载30kg,关节速度达300°/s。虽未提及线性速度,但该关节速度是目前已知30kg负载级别协作『机器人』️中的最快速度。
协作『机器人』️的快速“上新”,背后不仅有大型企业复杂产线的升级需求,也有中小企业的自动化起步。
“过去几年,『机器人』️行业尤其是协作『机器人』️显著增长。”ABB『机器人』️业务部全球总裁马思康指出,这一方面由于中小企业自动化升级,哪怕没有大型工厂,也需要小型、紧凑型『机器人』️做一些自动化工作。另一方面,市场上出现了越来越多的协作『机器人』️、协作生产车间需求,即使是大型工厂,也需要人机协作。
而随着制造业对自动化、人机协作需求的增加,协作『机器人』️正加速向“高速+大负载”方向迈进。协作『机器人』️与工业『机器人』️的传统界限,也正在逐渐模糊。
更高速度
作为与人类在同一工作空间内协同作业的『机器人』️,传统协作『机器人』️的速度通常在2.5m/s之下。
而近日发布的协作『机器人』️,相继刷新速度上限:UR15的最大TCP速度为5m/s,PoWa的TCP速度高达5.8m/s。
相较汽车制造中典型六轴『机器人』️的1.5-2m/s,高速协作『机器人』️在保持协作安全性的同时实现了工业级速度,是快速拾取和放置、码垛及机床上下料的理想选择。
“在工厂里面,协作『机器人』️的使用情况并不是很好。”ABB集团高级副总裁、『机器人』️中国区总裁韩晨对21世纪经济报道等媒体直言,协作『机器人』️速度较慢,在工厂自动化刚开始时较为适用,但随着产能的提升,协作『机器人』️往往就不适用了,很多情况下要换工业『机器人』️。
这催生了新的研发需求。据韩晨介绍,PoWa可以在低速、高速两个模态下运转:一方面,新生产线刚建立时,可能人和机器共同操作;但随着产能提升、自动化水平提高,机器有必要提速。这时候引入安全装置,『机器人』️可以达到5.8m/s的速度,能够与工业『机器人』️对标。
另一方面,如果工厂在某一个工段需要用高速的协作『机器人』️,接着转场或者有新产品介入后要降速、和人协作,也可以通过软件设置达到这一效果。
协作『机器人』️能够达到工业级速度,意味着其既保留了协作『机器人』️的核心优势,又弥补了传统协作『机器人』️在效率上的不足,将有助于拓展高节拍作业场景。
而协作『机器人』️能够兼顾慢速与高速,也将有助于中小企业柔性部署:在某些高节拍作业场景下,协作『机器人』️可以通过提高速度来与工业『机器人』️协同;在某些精细操作场景下,协作『机器人』️可以通过降低速度来提高精度,避免抖动和误差。
更大负载
如果说速度影响着协作『机器人』️的运动效率和作业节拍,负载能力则影响着协作『机器人』️能够完成的任务类型和工作强度。
按照负载,协作『机器人』️可以分为轻载协作『机器人』️(7kg以下)、中载协作『机器人』️(7-12kg)、重载协作『机器人』️(12-20kg)、超重载协作『机器人』️(20-30kg)、特超重载协作『机器人』️(30kg以上)。
此前,轻负载占据中国协作『机器人』️主要市场:据中商产业研究院发布的数据,负载在7kg以内的轻负载协作『机器人』️所占比重为55.96%。
但近日推出的协作『机器人』️,均为大负载:越疆『机器人』️的CR 30H有效负载达30kg,ABB的PoWa初始型号负载覆盖10kg、13kg,未来将扩展至7kg-30kg六种型号。
“去年开始,锂电、『新能源』汽车产业对于大负载、大工作空间要求的协作『机器人』️的需求量越来越大。”ABB『机器人』️业务部中国区协作『机器人』️生态系统负责人吴非观察到。
协作『机器人』️提升负载能力,将有助拓展其在重型任务中的应用,如食品整箱码垛与原料搬运,汽车轮毂、电池模组、座椅搬运安装,重型金属工件转运,激光切割上下料,『半导体』晶圆搬运与封装等中大型工件处理与跨工位操作。
而以往,大负载『机器人』️往往速度较慢,高速『机器人』️则负载能力有限。协作『机器人』️如何在速度与负载之间取得平衡,还将考验集成商的运动控制算法、振动抑制、轻量化设计等技术。