协助人而不是取代人,「协作机器人」全景图研究

 行业动态     |      2022-06-08 18:42:05    |      小编

1 与人协作的机器人

协助人而不是取代人,「协作机器人」全景图研究(图1)

协作机器人(collaborative robot)简称cobot或co-robot,顾名思义,与人在共同工作空间、近距离、协同工作的机器人,因此设计上首先要考虑安全性,比如通过视觉或激光传感器主动避开人;另一特点是集成度高,并且方便部署,基本上买来就能投入使用。市面上出现很多六轴桌面机器人,就是协作机器人的典型产品。

协作机器人独立性很强,它代替的是单独的人,或者说可以代替一个工位,二者之间可以互换,一个协作机器人坏了,可以找人代替,整个生产流程的灵活性非常高。中小企业是目前协作机器人市场的主要客户。

1.2 不同于传统工业机器人

协助人而不是取代人,「协作机器人」全景图研究(图2)

传统工业机器人,一般会联想到大型工厂内、围栏区域保护的、庞大且笨重的机器人。

传统工业机器人,一般与人类隔离开独立自动化工作,主要用在大型工厂特定场景,优点是快速、精度高、自动化成程度高;缺点也很明显,投资高,部署成本高,灵活性不足,一般大厂才用得起。

1.3 为什么需要协作机器人

介绍完两种机器人,可以看出,传统工业机器人部署成本高,无法满足中小企业对成本的控制需求。

随着以3C行业为代表的多样化、定制化生产对机器人需求的显著增长,柔性生产是必然趋势,传统工业机器人无法满足市场需求,协作机器人应运而生。

我们总结了协作机器人4点优势:

灵活部署

分两个层面:一方面,不需要像工业机器人对厂区专门施工改造部署,可以快速部署到台面上,部署灵活且成本低,所需的空间小;另一方面,应用协作机器人的自动化生产线可随时调整,可根据工厂生产需求重新部署,迅速改变生产任务和方式。

低成本

一是机器人本体价格低,投资回报周期短,如果价格做到一个工人一年工资(约6万元,ROI=1年)将极具竞争力;二是部署成本低,节约了一大笔传统工业机器人所需改造部署工厂的费用;三是可根据工厂生产需求重新部署,进一步提高投资回报率。

安全

操作安全,采用先进的传感器,主动感知和适应变化的环境,保证与人交互的安全,人与协作机器人在共同的空间内工作,不需要防护栏等隔离措施。

易于使用

也是两方面:一是不需要不需要专门的集成团队,可快速连接到其他自动化设备;二是不需要传统机器人编程,可实现人机交互,降低使用门槛,减少时间和成本;

1.4 协作机器人也有缺点

协作机器人也不是万能的,它只是现有机器人产品线中一个新兴的细分品类,具有很多传统机器人无法比拟的优势,但是也有不少缺点。

比如,为了降低碰撞造成的损失,整个机器人的速度和重量必须被限制在一定范围内,所以协作机器人的速度普遍都很慢,负载也比较低,较小的自重导致刚性比传统机器人差很多,重复定位精度一般比传统机器人要低一个数量级。

2 协作机器人的市场机遇

用工成本不断上涨

老龄化趋势越来越明显,年轻一代不愿意从事低价值的重复性劳动,使得国内劳动力成本持续上涨,制造业努力寻找更灵活和高效的生产模式,以缓解劳动力不足和应对快速变化的市场。

客户群体大

协作机器人的主要目标客户是中小企业( SMEs),目前全球共拥有超过600万家中小企业,提供了全世界接近70%的制造能力。基于如此庞大的潜在用户基数,整个协作机器人工业市场的增长预期是非常高的。

柔性化生产的必然要求

应用协作机器人的自动化生产线可随时调整,进行重新部署,可实现生产线的柔性生产,极大地满足了产品具有小批量定制化、更新换代速度快等特点的3C行业,以及对柔性生产具有极高要求企业的需求。

应用领域广泛,不局限于工业领域

协作机器人与柔性产线技术应用具有广泛的应用市场,可用于汽车、3C、医药制造、石油化工等领域,除此之外,协作机器人还可用于商业领域,目前在商用领域落地较多的场景是物流仓储和医疗领域,未来商业市场的增长预期可能超过工业市场。

市场增速快

至2018年,中国已经连续五年成为工业机器人第一大消费国。根据高工产业研究院的数,2017年国内市场新增工业机器人13.6万台,同比增长60%。这其中,更多的市场增量均来自于不断涌现的新一代协作机器人。

根据巴克莱的预测,到2025年,全球协作机器人的销售额将从2015年的1.16亿美金,增长到114亿美金,增幅超过100倍,这几乎相当于2015年全球工业机器人整机市场的销售额。

这么快的增速,除了工业领域的需求,还有商业领域丰富落地场景和需求。

3 产业链

协作机器人作为机器人设备的一种,其产业链分为上游核心零部件、中游机器人本体,和下游集成三大环节。

其中,包括伺服电机、运动控制器和减速机在内的核心零部件的研发和生产主要依靠进口。国内企业集中在中游本体制造和下游集成环节。