多元復(fù)雜環(huán)境下的協(xié)作機(jī)器人發(fā)展路徑分析

文:2023年第六期

  當(dāng)今世界,工業(yè)發(fā)展已進(jìn)入復(fù)雜多元的新時(shí)代。物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算等高科技的廣泛應(yīng)用,對工業(yè)機(jī)器人提出了更高、更精準(zhǔn)的技術(shù)要求。對于諸多高難度、高強(qiáng)度甚至處于極端環(huán)境的工作,機(jī)器人的介入和協(xié)作賦予了這些場景全新的工作視角和解決方案,不僅能夠在極端環(huán)境中代替人類完成各種任務(wù),還能更精準(zhǔn)地完成人手無法進(jìn)行的精細(xì)操作。隨著協(xié)作機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和完善,機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)品矩陣也在不斷拓寬,產(chǎn)品型號越來越豐富,成為多元復(fù)雜環(huán)境下工業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大推動(dòng)者。

  1多元化應(yīng)用下的協(xié)作機(jī)器人

  (1)大負(fù)載、高柔性應(yīng)用

  協(xié)作機(jī)器人設(shè)計(jì)初衷是實(shí)現(xiàn)安全性、輕量化,高靈活等特性,目前市場以3kg~6kg級別輕負(fù)載協(xié)作機(jī)器人為主。而近年來隨著機(jī)械加工、汽車零部件、家電、食品飲料、醫(yī)療用品等行業(yè)對大負(fù)載產(chǎn)品的需求增加,大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人在對剛性和負(fù)載要求較高的應(yīng)用場景,如焊接、搬運(yùn)、包裝、碼垛等領(lǐng)域多有應(yīng)用。

  碼垛是當(dāng)前協(xié)作機(jī)器人的主要應(yīng)用之一,近年來碼垛應(yīng)用逐漸從大批量、尺寸固定的商品轉(zhuǎn)變?yōu)榘葱枭a(chǎn)的多品種、小批量商品。這種變化對協(xié)作機(jī)器人的柔性能力和負(fù)載能力提出了更高的要求。協(xié)作機(jī)器人需要能夠適應(yīng)不同尺寸、重量和形狀的貨物,以及快速調(diào)整工作任務(wù)和位置,以滿足生產(chǎn)需求。

  傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人難以滿足生產(chǎn)的柔性、靈活性需求,而輕型協(xié)作機(jī)器人又無法滿足生產(chǎn)中大負(fù)載、高剛性的作業(yè)的要求。這時(shí)大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人滿足大負(fù)載和大臂展需求的同時(shí),又具備較高的靈活度、精確度和安全性,在一定程度上填補(bǔ)了當(dāng)前的市場空白。目前已有不少協(xié)作機(jī)器人廠商如艾利特(ELITE ROBOTS)、優(yōu)傲(UR)、節(jié)卡(JAKA)、遨博(AUBO)等對大負(fù)載、大臂展產(chǎn)品進(jìn)行了研發(fā)。其中艾利特(ELITE ROBOTS)于 2023年分別研發(fā)了臂展1800mm、負(fù)載20kg的CS620協(xié)作機(jī)器人和臂展1500mm、負(fù)載25kg的CS625協(xié)作機(jī)器人,以及臂展2,000mm,負(fù)載可達(dá)20kg的CS520H協(xié)作機(jī)器人,實(shí)現(xiàn)大臂展的同時(shí)也滿足了實(shí)際負(fù)載要求,適用于搬運(yùn)、碼垛等場景中,很大程度上拓寬了在市場中的應(yīng)用空間。

  (2)“技術(shù)活”應(yīng)用

  螺絲鎖付、涂膠、打磨、拋光、去毛刺、焊接、切割等精細(xì)化工作也存在許多痛點(diǎn),面臨大量的“機(jī)器換人”需求。例如在螺絲鎖付中,人工作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大,裝配質(zhì)量不夠統(tǒng)一,成品良率難以提高;在涂膠中,傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人由于安全性限制,需要用護(hù)欄與工作人員分隔開,產(chǎn)線利用率受限、人工涂膠較難把控精度和質(zhì)量。

  協(xié)作機(jī)器人能否靈活滿足上述“技術(shù)活”應(yīng)用,國產(chǎn)機(jī)器人廠商給我們了答案。

  圍繞精細(xì)化應(yīng)用場景,艾利特專門研發(fā)了CSR回轉(zhuǎn)體系列協(xié)作機(jī)器人。相比于其他協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品,CSR簡化末端關(guān)節(jié),拉近末端工具與末端軸的距離,在工作時(shí)更加靈活,滿足螺絲鎖付在狹小空間內(nèi)角度刁鉆及各種復(fù)雜工件的工藝要求。搭配力控指令與力控工藝包可實(shí)現(xiàn)精確的復(fù)雜曲面打磨、拋光等作業(yè)。

  協(xié)作機(jī)器人在解決精細(xì)化工作的痛點(diǎn)和滿足“技術(shù)活”需求上具有巨大潛力,國產(chǎn)機(jī)器人廠商通過研發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品為市場提供了優(yōu)秀的解決方案。

  (3)特殊環(huán)境作業(yè)

  在許多工業(yè)作業(yè)中,潮濕和粉塵是常見的環(huán)境痛點(diǎn)。在機(jī)器人的各項(xiàng)參數(shù)中,除了負(fù)載、臂展、精度等基本指標(biāo),防護(hù)等級同樣非常重要,而IP68作為業(yè)內(nèi)最高的防水防塵等級,是一座考驗(yàn)協(xié)作機(jī)器人保護(hù)等級的分水嶺。國產(chǎn)協(xié)作機(jī)器人艾利特,今年上半年,就率先宣布CS系列及其子系列全系標(biāo)配IP68,在IP防護(hù)等級這項(xiàng)高端化象征的硬核指標(biāo)上,亮出了滿分成績。

  而在石油、化工、煤礦等屬于高危作業(yè)環(huán)境,在運(yùn)輸和貯存的各個(gè)過程中,都可能會(huì)發(fā)生爆炸和火災(zāi)等嚴(yán)重事故,對協(xié)作機(jī)器人的防護(hù)功能提出了更高要求。目前在日常運(yùn)維中用機(jī)器人替代人工已成為發(fā)展趨勢,為滿足高防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的工作環(huán)境需求,艾利特還研發(fā)了針對危險(xiǎn)易爆環(huán)境的具有高安全性防爆技術(shù)的CS防爆系列協(xié)作機(jī)器人。

  2 拓寬產(chǎn)品矩陣,應(yīng)對細(xì)分領(lǐng)域需求

  (1)從通用到細(xì)分領(lǐng)域,拓寬產(chǎn)品矩陣推陳出新

  協(xié)作機(jī)器人主要應(yīng)用在下游行業(yè)的柔性化非標(biāo)化場景,協(xié)作機(jī)器人的下游細(xì)分行業(yè)種類繁多,其具備典型的非標(biāo)屬性。例如,在航空、汽車、電子等行業(yè)中,需要精細(xì)控制和復(fù)雜操作的任務(wù)不斷增加,不同行業(yè)中對協(xié)作機(jī)器人的性能、功能、規(guī)格大小要求也各不相同。

  在協(xié)作機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)階段,出現(xiàn)了眾多“同質(zhì)化”廠商,資本市場開始降溫。越來越多的協(xié)作機(jī)器人廠商開始突破傳統(tǒng)工業(yè)應(yīng)用、以客戶真實(shí)需求和行業(yè)痛點(diǎn)為中心拓展產(chǎn)品矩陣來增強(qiáng)自身競爭力,協(xié)作機(jī)器人市場慢慢由通用轉(zhuǎn)向細(xì)分領(lǐng)域。

  2023年,協(xié)作機(jī)器人市場繼續(xù)高速發(fā)展,各大廠商競相發(fā)布新品。廠商通過研發(fā)及集成技術(shù)的突破與革新,為自身的強(qiáng)勢領(lǐng)域不斷拓展新的應(yīng)用場景,為整個(gè)協(xié)作機(jī)器人市場帶來源源不斷的活力。國產(chǎn)協(xié)作機(jī)器人廠商艾利特一直秉持推陳出新的觀念,跳出傳統(tǒng)場景,針對真實(shí)行業(yè)痛點(diǎn)與客戶需求進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā),僅2023年就推出了29款型號新品,快速適應(yīng)市場發(fā)展和客戶需求。

  (2)深挖多元行業(yè)場景,量身定制解決方案

  在紛繁復(fù)雜的市場競爭中,協(xié)作機(jī)器人廠商意識到僅僅提供機(jī)器人本體并不能滿足客戶的需求,因此他們通過深挖多元行業(yè)場景,量身定制解決方案的方式來不斷推陳出新。這種定制化解決方案的推出不僅提高了機(jī)器人的實(shí)用性和適用性,還進(jìn)一步拓寬了機(jī)器人的應(yīng)用范圍。光伏、鋰電、新能源汽車等行業(yè)在近兩年發(fā)展如火如荼,作為新興下游市場,中國協(xié)作機(jī)器人廠商紛紛加速布局,借機(jī)占領(lǐng)市場。

  近期,某電子、汽車及新能源頭部企業(yè),與國產(chǎn)協(xié)作機(jī)器人廠商艾利特簽下目前協(xié)作機(jī)器人市場全球最大全產(chǎn)業(yè)鏈單一訂單,一次性下單超2000臺國產(chǎn)六軸協(xié)作機(jī)器人。

  據(jù)艾利特相關(guān)負(fù)責(zé)人表示:“大訂單對整個(gè)行業(yè)都是利好消息,這證明協(xié)作機(jī)器人的賽道越走越寬,也相信生態(tài)合作伙伴對協(xié)作機(jī)器人會(huì)越來越有信心。艾利特將積極應(yīng)對市場變化、繼續(xù)發(fā)掘增量機(jī)會(huì),堅(jiān)持產(chǎn)品力提升,在國內(nèi)持續(xù)深耕的同時(shí),持續(xù)拓展海外市場,讓世界看到‘中國智造’的力量?!?/p>

  協(xié)作機(jī)器人安全靈活、簡單易用、投資回報(bào)率高,尤其適用于鋰電池生產(chǎn)中后段工藝的半自動(dòng)線和試制線,在檢測、涂膠、貼標(biāo)、焊接、上下料、鎖付等工序中都有大量應(yīng)用機(jī)會(huì)。

  據(jù)了解,艾利特針對鋰電電池制造流程中的應(yīng)用點(diǎn),在制芯工程、模組組裝、PACK線等產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)了下箱體上線清潔、模組安裝固定、水冷回路氣密測試、上蓋板裝配擰緊、ATS測試、BUD&Bus裝配/擰緊等實(shí)際應(yīng)用,解決了客戶在新能源汽車、鋰電、汽車三電等領(lǐng)域的各種“痛點(diǎn)”及需求。

  總的來看,協(xié)作機(jī)器人廠商通過不斷推陳出新來滿足客戶需求、提升產(chǎn)品競爭力,進(jìn)而推動(dòng)整體行業(yè)發(fā)展。

  3 協(xié)作機(jī)器人市場分析

  (1)市場規(guī)模預(yù)測

  隨著以3C電子、汽車為代表的傳統(tǒng)制造業(yè)對舊產(chǎn)線的柔性自動(dòng)化升級訴求增多,協(xié)作機(jī)器人憑借靈活部署、提效降本的優(yōu)勢,解決了許多制造業(yè)企業(yè)的柔性自動(dòng)化改造難題,協(xié)作機(jī)器人導(dǎo)入需求大幅增加,市場保持良好增長。

工業(yè)機(jī)器人

  圖1 2015-2025年協(xié)作機(jī)器人市場銷售規(guī)模

  (2)從長遠(yuǎn)來看,協(xié)作機(jī)器人未來市場空間廣闊

  協(xié)作機(jī)器人高度契合制造企業(yè)對于智能制造、人機(jī)協(xié)同、柔性化制造的轉(zhuǎn)型需求。不僅可以在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用,還可以在餐飲、健康醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、軌交等非工業(yè)領(lǐng)域開拓新場景,非工業(yè)場景需求有待進(jìn)一步開發(fā),具有廣泛的應(yīng)用延展性。

  4 結(jié)語

  協(xié)作機(jī)器人市場蓬勃發(fā)展的同時(shí),新型協(xié)作機(jī)器人廠商與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人廠商紛紛入局并爭先搶奪市場。面對競爭激烈的協(xié)作機(jī)器人市場,機(jī)器人廠商們正積極應(yīng)對挑戰(zhàn),通過深挖多元行業(yè)場景和量身定制解決方案來不斷推陳出新。同時(shí),國產(chǎn)協(xié)作機(jī)器人也不斷進(jìn)行自我創(chuàng)新突破,通過優(yōu)化性能和功能,適應(yīng)不同行業(yè)的需求。

  未來,我們可以期待在更多行業(yè)領(lǐng)域中,機(jī)器人的深入應(yīng)用和個(gè)性化定制解決方案的不斷涌現(xiàn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用的拓展,機(jī)器人將繼續(xù)為各行各業(yè)帶來革命性的變革和增長的機(jī)遇。

工業(yè)機(jī)器人

(圖片來源:艾利特機(jī)器人)

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