协作机器人市场解析及史上最全公司产品盘点

协作机器人(Collaborativerobots)会在人类身边协助工作,由于价格较低,适应性强而且使用方便,许多中小企业都会使用这种技术。有分析师预计,协同工作机器人在未来几年会有很大的增长。

协作机器人的兴起也有多个原因:在空间有限的生产线上能被直接装在人类身边;价格适中且易于训练;灵活性强,能处理小批量重复性的工作,和部分挑战性工作。

工业机器人一般有严格的工作区别,以免伤到人类;服务型机器人在工作时则灵活得多;协作机器人的尺寸和形状多样,集成了传感器,外形上也会软化处理以保证安全,降低冲撞、挤压和旋转时的风险。限制了力量的关节是协作机器人最大的安全特征,可根据冲击情况感受力的作用,并快速作出反应。

多数专业的服务型机器人在设计上都是协作型的,所以协作机器人也并非只供企业或制作行业使用。办公室,家庭,实验室,仓库,农场,配送中心,医院等地都在用服务型机器人协助工作。协作机器人应用很广,但现在多限于材料运输,装配和包装等,它们也能做一些安放、计算和检查类工作,随着使用越来越多,用途也会增加。

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 增长潜力

根据MIT研究人员在BMW工厂的一项研究,人类与协作机器人共同工作效率会比人或机器单独工作要高,而且能减少85%的工作空闲时间。

现在,协作机器人的市值仅占机器人行业的5%,但预期增长很大。事实上,市场对协作机器人及无人机的接受,被认为会显著带动非工业机器人的增长,而且增长程度很可能是指数级的,会在近期发生。

据预测,协作机器人从2015年到2020年会增长十倍,市值从2014年的9500万美元涨到10亿美元,而轻量级机器人会在两年内大受欢迎,价格降到1.5到2万美元。分析公司TechNavio预计,到2019年全球协作机器人高值的年复合增长率会是50.88%。

公司及产品

传感器和计算成本的降低使协作机器人的价格越来越廉价,更吸引人的是它们易于使用,比大型工业机器人更容易装配。2005年欧盟启动中小企业机器人项目,希望提升工业效率,减少劳动密集型工种的流失。这推动了协作机器人的发展,并催生了一批协作机器人及公司。

 Rethink Robotics

这家波士顿公司的主力产品是双臂工业机器人Baxter,它能完成一些高阶任务,如在产品线中移除有缺陷的产品,将完成品装进盒子,进行基本的质控检查。Baxter基础价2.5万美元,基座,抓取器和软硬件服务另算,使用寿命是3年,每周可工作40小时,在劳动力市场很有竞争力。

Rethink还有另一款单臂机器人Sawyer,主要用于机器维护,电路板测试和其它精细重复性工作,价格是2.9万美元。这种机器人在亚洲很有市场。

 Universal Robots

它的单臂6轴机器人在市场上很成功,每年可生产5K多台,现在有了第三个产品。Universal的三款机器人形式相同,只是尺寸我负载有异。UR3,UR5和UR10分别能抓取3,5和10KG的物体,价格则是2。3到4。5万美元。

UR3可堆叠小型物体,进行粘合及拧紧等操作,并能使用工具,焊接并画画。它的工作范围是50cm,能在较小空间内工作。Universal已经与BMW合作,在工厂中使用UR机器人,而且测试效果十分好,以至于BMW表示要翻倍增加这种低价,便捷,编程简单的协作机器人。Teradyne在去年5月以3.5亿美元

这是德国一家工业机器人技术整合公司,它有两种协作软件包,能用于KUKA的5SI低负荷机器人:SafeGuiding可用于手动移动机器人,并教它如何工作;SafeInteraction可为机器人控制系统提供五种人工安全功能。

 

这家瑞士公司的协作机器人主打安全和功能,有情境感知能力,包装上用的柔性材料,有控制性的力传感器,电机扭矩可被控制器控制。它的软件使用深度学习技术,可根据人类反馈提升工作能力。F&P近期推出的P-Rob2是一体式机器臂,基底控制PC集成了传感器和软件。

 

这家德国公司开发有APAS系列协作机器人,已经安装了50个,主要用于内部动作。它在安全上主要由特殊的传感皮肤和软件控制实现,操作训练可在示教器上的图形界面上完成。另外机器人还可安装3D相机系统。APAS是第一款获认证的辅助系统,即它可放在人类身边工作。

ABB

它是四大全球工业机器人厂商之一,最近发布了一款两臂协作机器人YuMi,能做一些高阶工作,比如精确完成手机平板的小部件装配。YuMi甚至能穿针引线,精度十分高。

2015年初,ABB收购协作机器人公司Gomtec,后者有单臂机器人Roberta。Roberta是一组模块化6轴机器人,有定制无刷电机和谐波传动,还能附加安全传感器和关节转矩传感器。

 MABI Robotic

这家瑞士公司有单臂桌面机器人Speedy10,这是一款6轴轻量级机器人,易于训练,但安全性未知。它负荷10kg,可用图形界面控制。

 FANUC(发那科)

它家的CR-35iA是其第一款协作机器人,负荷能达到35kg,是现在能力最强的;而且使用了全面的安全措施,包括柔软的橡胶壳,多种传感器(视觉或3D区域传感器)等。

CR-35iA不适合窄小的空间,也就不适合电子产品流水线,不过由于负重大,可以用在放置轮胎等人类难以胜任的苦力活。

Smokie Robotics

这家美国公司开发有单臂机器人,可配置为3到7个自由度。它家的OpenUnitRobot-1(OUR-1)使用开源结构,可快速整合进现有产品系统中,负荷5KG,适合劳动力密集的3C产品线。

OUR-2今年一季度出。

 Kuka Robot Group

这家德国公司也是四大工业机器人厂商之一,其最早的协作机器人是LBRiiwa(意为轻量机器人,智能工业助手)。机器人有7个关节扭矩传感器,这让控制系统可检测出外部施加的力;它还像人类一样第三,能快速向控制器输入信息,安全控制机器运动。

LBRiiwa完全符合行业安全标准ISO10218,以及新的人机协作标准ISO12100和ISO13849。通过编程,LBR可自动完成任务,但它仍能小心地靠近物体并根据条件变化进行调整,例如,如果一个工件没有适当安放,那机器人会调整其运动序列,限制或监控工作空间和及机器间或人机间的安全区域。

Kuka产品较格较贵,一般在10万美元以上,如果便宜些会更具吸引力。

Kawada Industries

这家公司的机器人部门帮助开发过HRP人型机器人系列,并有Nextage两臂工业机器人。它的机器人不仅能操作零件,还能在一个轮型底座上移动,与另一小些的移动机器人协作。在安全性上,它家的机器人在状况有一个立体视觉摄像头,通过使用低功率马达和肘部控制,两支手臂即使是工作时也不会随时伸张。

 新松机器人

新松柔性多关节机器人是中国首台7自由度协作机器人。新松柔性多关节机器人具备快速配置、牵引示教、视觉引导、碰撞检测等功能,具备高负载及低成本的有力优势,满足用户对于投资回报周期短及机器人产品安全性、灵活性及人机协作性方面的需求。特别适用于布局紧凑、精准度高的柔性化生产线,满足精密装配、产品包装、打磨、检测、机床上下料等工业操作需要。相较于市场上出现的同类七自由度协作机器人产品,基于自主研发技术,新松七自由度协作机器人在负载或成本上都优于同类产品。其极高的灵活度、精确度和安全性的产品特征,将开拓全新的工业生产方式,引领人机协作新时代。

 协作机器人的未来

随着机器人从严格限定的环境中走向与人类一同工作,工作场景从繁重的工业应用发展到提供协助并增强人类的技术,越来越多的公司开始看到这种改变,他们也愿意参与其中,以免被时代抛弃。很多公司开始收购或投资机器人公司,以扩充产品和服务。

像Universal Robots这样的公司开了个好头,Kuka,ABB和FANUC等也会继续处于领先地位。不过竞争会愈发激烈,在今年结束时,协作机器人的市值可能高达5亿美元,那些灵活性强,易于训练的系统会更具竞争力。

中小企业市场很庞大:全球600万家公司,占据制造业的70%份额。许多成本较低且易用的机器人工具,都能快速应用于多数公司的制造过程,这也是为什么不难想像,协作机器人会在这两年呈现爆发式增长。