|
新年禮物——ABB發(fā)布新協(xié)作 正月沒(méi)過(guò)都是年！ABB趕著元宵給大家送了份新年禮物，全球同步推出全新GoFa和SWIFTI系列協(xié)作機(jī)器人，再加上原先已有的雙臂YUMI和單臂YUMI，ABB在協(xié)作上的產(chǎn)品布局變得相當(dāng)有意思。本期就和大家聊聊如果評(píng)價(jià)ABB最新發(fā)布的兩款協(xié)作機(jī)器人以及ABB展示出來(lái)的產(chǎn)品布局。 因?yàn)樗詢?nèi)容均來(lái)自ABB的公開(kāi)資料以及根據(jù)公開(kāi)資料的猜測(cè)，若有說(shuō)得不對(duì)的地方，歡迎指正。 ![]()
& ^# l1 ]* T7 W$ V
% ]1 B1 V7 v) t; L% EABB協(xié)作機(jī)器人盤(pán)點(diǎn) ![]() ![]() 雙臂Yumi 作為ABB全球發(fā)布的第一款協(xié)作機(jī)器人，大家現(xiàn)在已經(jīng)非常熟悉，這款在2015年發(fā)布的協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品，在當(dāng)時(shí)確實(shí)非常驚艷，更驚艷的是早在2021年Yumi就拿到了德國(guó)紅點(diǎn)“Best of the best”設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)，人形雙手環(huán)臂的招牌動(dòng)作使其與人的距離更接近了一步。 即使放到現(xiàn)在6年過(guò)去了，Yumi仍是可圈可點(diǎn)。在中國(guó)可見(jiàn)的協(xié)作中，Yumi也是唯一可見(jiàn)的量產(chǎn)的雙臂協(xié)作機(jī)器人。而且從設(shè)計(jì)角度來(lái)說(shuō)，Yumi居然采用的是倒推的方式，一開(kāi)始就往最難最全的方向走，不但是協(xié)作，還是七軸；不但是七軸，還是雙七軸；不但是雙七軸，還帶視覺(jué)；不但帶視覺(jué)，電控柜還一體；不但機(jī)電一體，還有豐富的選配件。 ![]() 所以雙臂Yumi發(fā)布后，才發(fā)布的單臂Yumi。學(xué)霸都喜歡從最難的題開(kāi)始解么~~~~~
& e: L. w3 r. a. W* n) Q) \2 Q2 G 雙臂Yumi特點(diǎn)：協(xié)作、雙七軸、帶視覺(jué)、機(jī)電一體，豐富的選配件。 ![]() ![]() 單臂Yumi 單臂Yumi其實(shí)就是雙臂Yumi取其一臂單獨(dú)變成一個(gè)產(chǎn)品，電控柜自然也與本體分離了。因?yàn)槭直劢Y(jié)構(gòu)相同，所以我們?cè)敿?xì)看看單臂Yumi的特點(diǎn)。 小負(fù)載。Yumi的負(fù)載很小，只有500g，臂長(zhǎng)也只有500mm，而且手臂不能承載，這也限制了Yumi只能用于很小的工件的裝配或分揀之類(lèi)。 高精度。Yumi的重復(fù)定位精度是0,02mm，這在其他協(xié)作機(jī)器人中是很少見(jiàn)到的。其他的基本是0.1mm的級(jí)別。即使這幾年其他家的陸續(xù)有提高，但也基本是0.05mm或者0.03mm居多，0.02mm堪比工業(yè)機(jī)器人。 非中空。Yumi的高精度也其關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)有關(guān)，并沒(méi)有采用協(xié)作標(biāo)配的中空無(wú)框電機(jī)+中空諧波+剎車(chē)+驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)，而是采用工業(yè)機(jī)器人常用的伺服電機(jī)+直插諧波的方式。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)明顯，裝配相對(duì)容易，剎車(chē)?yán)慰?，電機(jī)成本也較低（當(dāng)然不要跟國(guó)產(chǎn)比成本）；相應(yīng)的劣勢(shì)也很明顯，因?yàn)榉侵锌?，手臂里也沒(méi)有驅(qū)動(dòng)器，因此像工業(yè)機(jī)器人一樣，從末端到基座，線纜的數(shù)量是疊加的，這樣一個(gè)是限制了關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度，另一個(gè)也給布線增加了難度。從公開(kāi)的圖片中可以看到，關(guān)節(jié)間應(yīng)該是采用了雙C形的布線方式，但細(xì)節(jié)上有不少工藝的設(shè)計(jì)。 ![]() 低防護(hù)等級(jí)。因?yàn)榉侵锌盏木壒剩琘umi并沒(méi)有追求高防護(hù)等級(jí)，只有IP30，這也Yumi面向的應(yīng)用場(chǎng)景一般工況良好也有直接聯(lián)系。 無(wú)力傳感器。Yumi并沒(méi)有配備關(guān)節(jié)力傳感器，而是采用電流環(huán)的方式實(shí)現(xiàn)力控，同時(shí)，為了更加安全，Yumi的外圍包裹了較軟的材料。許多體驗(yàn)過(guò)Yumi的人都會(huì)覺(jué)得Yumi的力控體驗(yàn)很好，以為有力傳感器輔助，其實(shí)除了ABB在力控的算法較好之外，另一個(gè)主要原因是Yumi很小，所用的電機(jī)減速機(jī)也小，摩擦力也小，因此動(dòng)力學(xué)辨識(shí)相對(duì)更準(zhǔn)一些。但是因?yàn)闆](méi)有力傳感器，也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)力控，因此我們看到的Yumi的Demo一直沒(méi)有這體現(xiàn)。 ![]() ![]() CRB 15000 主角來(lái)了，CRB 15000 是本次ABB發(fā)布的協(xié)作之一，取名GoFa，取義Go faster, Go further than ever。接下來(lái)我們來(lái)看看CRB 15000 的特點(diǎn)。 外觀簡(jiǎn)潔。CRB 15000 相比Yumi確實(shí)要弱得多（畢竟Yumi顏值爆表），但從結(jié)構(gòu)與配色來(lái)說(shuō)，比較簡(jiǎn)潔。 構(gòu)型上CRB 15000 并沒(méi)有采用現(xiàn)在市場(chǎng)上最多的UR構(gòu)型，與Yumi的構(gòu)型更相似一些，主要是J3關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸與J4關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸不交叉，J5、J6關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸也不交叉，猜測(cè)除了J4關(guān)節(jié)放后面重心靠后之外，也可以比較好的避免奇異點(diǎn)。 負(fù)載5KG，臂長(zhǎng)950mm。這個(gè)對(duì)UR5的針對(duì)性就很明顯了，負(fù)載相同，臂長(zhǎng)比UR5長(zhǎng)100mm。但是末端線速度上感覺(jué)ABB標(biāo)得保守了，只有2.2m/s，而UR5是3m/s，實(shí)際應(yīng)該可以更快。精度0.05mm相比UR5 0.03mm稍低一點(diǎn)，但是重復(fù)精度我認(rèn)為不太好直接對(duì)比數(shù)據(jù)，都是參考國(guó)標(biāo)，但是測(cè)試手法可能不盡相同，結(jié)果就可能不太一樣，因此不做評(píng)價(jià)。 指標(biāo)燈與按鈕。指示燈與按鈕現(xiàn)在也算是協(xié)作的標(biāo)配了，不過(guò)ABB的燈的語(yǔ)言稍簡(jiǎn)單，這一點(diǎn)略失望（后面會(huì)再講到）。按鈕的設(shè)計(jì)ABB采用了自定義的方式，即6軸的2個(gè)由客戶自定義按鈕的功能，這個(gè)設(shè)計(jì)挺人性化。但是按鈕為什么沒(méi)有放到末端法蘭而放到6軸這點(diǎn)是個(gè)小遺憾，因?yàn)榘粹o放到末端就可以實(shí)現(xiàn)單手示教編程，而放到6軸上，就可能雙手配合操作了，當(dāng)然放到末端也會(huì)增加設(shè)計(jì)難度，所以不知是因?yàn)樵O(shè)計(jì)難度的取舍還是有其他考慮。 不大的關(guān)節(jié)范圍。不知出于什么原有，CRB 15000標(biāo)稱的關(guān)節(jié)范圍只有正負(fù)180度，這與iiwa相似，iiwa的關(guān)節(jié)范圍還更小點(diǎn)。不知是否由于加了力傳感器更線更復(fù)雜所以布線更困難，不像UR 標(biāo)正負(fù)360度。老實(shí)說(shuō)UR這個(gè)標(biāo)法也有點(diǎn)爭(zhēng)議，一個(gè)是像2、3關(guān)節(jié)這種標(biāo)了也沒(méi)用，根本跑不到就自己打自己了，其他關(guān)節(jié)除了6軸，其他也極少會(huì)轉(zhuǎn)這么大角度，而且，最關(guān)鍵的是，萬(wàn)一有個(gè)應(yīng)用多個(gè)關(guān)節(jié)都要跑正負(fù)360度，不知UR的線能扛多久。所以這一點(diǎn)上，ABB的標(biāo)法還是比較實(shí)在，不攀比。 ![]() 帶關(guān)節(jié)力傳感器。根據(jù)官方介紹，CRB 15000是帶關(guān)節(jié)力傳感器的，這表現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)力控的硬件條件的已經(jīng)具備了。不過(guò)目前對(duì)于這方面的展示也尚未看到。3 Z( }; d) C* ?7 G/ A* V
易用性。作為協(xié)作，容易上手自然必不可少，ABB憑借這么多年的積累與強(qiáng)大的研發(fā)能力，這一點(diǎn)自然不在話下。 ![]() ![]() CRB 1100 剛看到發(fā)布會(huì)照片時(shí)愣了一下，這貨看起來(lái)也不像協(xié)作啊，而且怎么看著這么眼熟。于是去查了下ABB官網(wǎng)，這不正是前不久發(fā)布的 IRB 1100么！再仔細(xì)看了發(fā)布會(huì)介紹，原來(lái)如此。 這款協(xié)作采用了不同的安全策略，把速度與安全設(shè)計(jì)分離。常見(jiàn)的協(xié)作都是接觸式，即由本體去感知人體碰撞時(shí)的力并且及時(shí)停止，不管是電流環(huán)控制，還是力傳感器，還是電子皮膚，都是這個(gè)策略，即使是越旋疆的協(xié)作，雖然是非接觸式的電子皮膚，比接觸式的稍好一點(diǎn)，但還是解決不了盲點(diǎn)的問(wèn)題，畢竟此時(shí)人與本體直接接觸或者距離很短，即使有精準(zhǔn)的力控，萬(wàn)一機(jī)器人末端拿的是鋼針而碰巧湊過(guò)去的是人的眼睛呢？而且協(xié)作機(jī)器人經(jīng)常被詬病的就是其犧牲了效率與精度。 為了解決工業(yè)機(jī)器人與協(xié)作機(jī)器人中間這條鴻溝，CRB 1100 就把速度與安全分離。速度方面，保留了工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)，即CRB 1100 其實(shí)就是IRB 1100，只不過(guò)加上了四軸上做交互的燈，以及末端的“可拆卸引導(dǎo)式編程裝置”，估計(jì)是個(gè)6D鼠標(biāo)吧。于是CRB 1100 可以達(dá)到工業(yè)機(jī)器人級(jí)別的 5m/s 以上，IRB 1100 怎么用，它就怎么用。 而安全方面則是采用了激光掃描儀的方式。一開(kāi)始看照片時(shí)，看見(jiàn)而且有個(gè)油菜黃的東西怎么那么像AGV的激光雷達(dá)。再一查，好吧，正是SICK的安全激光掃描儀 microScan 3。而且，前面說(shuō)油菜黃也 不是隨便叫的，這可是官方叫法，是不是很有畫(huà)面感。原理也有簡(jiǎn)單，就是通過(guò)激光掃描儀感知人體，沒(méi)人時(shí)，高速運(yùn)動(dòng)，有人時(shí)機(jī)器人暫停。這樣一來(lái)，既滿足了工業(yè)需求的高速，也滿足了協(xié)作的安全。 這種策略其實(shí)了不是ABB首創(chuàng)，之前講過(guò)Fanuc的大負(fù)載協(xié)作也采用了相似的策略，不但監(jiān)測(cè)人體，表面還有緩沖材料，滴水不露，號(hào)稱最大負(fù)載的協(xié)作機(jī)器人。但是小負(fù)載的機(jī)器人中，我所知道的產(chǎn)品化的應(yīng)該就ABB這款了。 不過(guò)這款產(chǎn)品從認(rèn)證的角度來(lái)說(shuō)，確實(shí)通過(guò)了協(xié)作相關(guān)的安全條例，是一款安全的機(jī)器人，但若是細(xì)究協(xié)作的協(xié)同合作的話，這里也有點(diǎn)爭(zhēng)議。畢竟看起來(lái)，這款其實(shí)相當(dāng)于加了一個(gè)隱形圍欄，以及機(jī)器人是用鐵圍欄包起來(lái)，后來(lái)有了安全光柵，把門(mén)變成隱形的，ABB這是把圍欄整個(gè)去掉了，變成隱形的，但只要人一靠近機(jī)器人，機(jī)器人就停了，所以嚴(yán)格來(lái)說(shuō)并沒(méi)有達(dá)到人與機(jī)器人共享工作空間，甚至想到協(xié)同合作的地方。 ![]() 當(dāng)時(shí)這事也不能抬扛，前面講即使有精準(zhǔn)力控萬(wàn)一拿個(gè)針戳到眼睛也不得救，而CRB 1100 要是末端拿到刀不小心甩飛出去，人又剛好走過(guò)~~~~~那也沒(méi)防不勝防。要講武德，不抬扛。不過(guò) CRB 1100采用激光掃描儀確實(shí)也有盲區(qū)，SICK這款產(chǎn)品最大掃描角度是275度，也就是說(shuō)還有85度的范圍是激光掃不到的，這個(gè)范圍必須設(shè)計(jì)是人無(wú)法進(jìn)入的，這也問(wèn)題不大，本來(lái)CRB 1100 這種構(gòu)型就是非對(duì)稱的設(shè)計(jì)，背面工作很少會(huì)用到，估計(jì)CRB 1100 的手冊(cè)會(huì)特別強(qiáng)調(diào)這塊小空間的防護(hù)，不然萬(wàn)一客戶忽略了這個(gè)盲區(qū)，后果不堪設(shè)想。 ![]() ![]() Roberta 前面在介紹CRB 15000的時(shí)候賣(mài)了個(gè)關(guān)子，說(shuō)他交互燈的信息有點(diǎn)少，只是幾個(gè)狀態(tài)，能傳達(dá)出來(lái)的信息是有限的。這是因?yàn)樵缭?015年的時(shí)候，除了Yumi，ABB還顯示了另一款協(xié)作機(jī)器人，Roberta。這次看到ABB亮出了協(xié)作機(jī)器人家族合照才發(fā)現(xiàn)少了一直以來(lái)少了一個(gè)身影。 Roberta是AB在2015年收購(gòu)的一家初創(chuàng)公司Gomtec，當(dāng)時(shí)跟Yumi展出時(shí)，大家都在評(píng)論Yumi與Roberta形成了很好的搭配，Yumi負(fù)載小，做精細(xì)動(dòng)作，而Roberta負(fù)載大，價(jià)格低，可以攻另一塊市場(chǎng)。只是后來(lái)就沒(méi)看到Roberta的身影了，尋找Roberta的信息，鏈接都會(huì)跳到ABB的官網(wǎng)，然而，ABB的官網(wǎng)上卻沒(méi)有Roberta的一席之地，最終還是別人家的孩子。 ![]() 回到Roberta身上，該系列目前查到有3個(gè)不同的負(fù)載，4KG，8KG，12KG。要注意這個(gè)負(fù)載定義對(duì)比UR還是相當(dāng)有意思，UR最早是有UR3、UR5、UR10，而Roberta每一款都比UR負(fù)載要大一點(diǎn)。而且在2015年，12KG負(fù)載的協(xié)作機(jī)器人還未看到，也就這兩年才有負(fù)載超過(guò)12KG的協(xié)作機(jī)器人出現(xiàn)。（Fanuc等這種工業(yè)機(jī)器人變種來(lái)的不算），所以ABB收購(gòu)Gomtec還是非常有眼光的。 另外Gomtec本身的背景也非常厲害，雖然只有25名員工，但創(chuàng)始人Bernd Gombert 在德國(guó)航空航天中心工作了十來(lái)年，他的項(xiàng)目之一是開(kāi)發(fā)LBR。是的，又是DLR，又是LBR！如果你對(duì)LBR不熟悉，沒(méi)關(guān)系，你一定知道iiwa，最強(qiáng)協(xié)作機(jī)器人。所以真的非常有意思，協(xié)作機(jī)器人的高端梯隊(duì)，iiwa、Franka、非夕、思靈、Roberta，都跟DLR有千絲萬(wàn)縷的關(guān)系，不是校友就是徒子徒孫，影響力可見(jiàn)一斑。 不過(guò)在力控上面，Roberta并沒(méi)有走他校友們的路線，沒(méi)有加關(guān)節(jié)力傳感器，而是采用電流環(huán)的方案，這也大概為什么在2015時(shí)大家都說(shuō)Roberta便宜。但若要精準(zhǔn)力控，Roberta也有扭矩傳感器可選，滿足了不同客戶的需求。 重點(diǎn)來(lái)了，燈的問(wèn)題。Roberta在末端也有交互燈，但是像是流水燈，可能通過(guò)不同的顏色以及不同的閃爍方式表達(dá)不同的狀態(tài)，相比單調(diào)的顏色變換要好看得多。 而且示教編程的交互也與其他家不同（據(jù)說(shuō)用到的KEBA的系統(tǒng)），手臂末端并不是按鈕，而是滑動(dòng)或者說(shuō)拔轉(zhuǎn)的方式，具體可能得看看視頻才比較清楚，很遺憾只親眼看過(guò)一次，也沒(méi)來(lái)得及弄清用的什么結(jié)構(gòu)。 總的來(lái)說(shuō)，Roberta走的是親民路線，與UR一樣采用電流環(huán)，一樣有扭矩傳感器的選配適應(yīng)不同需求，但是從外觀設(shè)計(jì)與本體的交互設(shè)計(jì)來(lái)看，Roberta還是走在UR前面，直到現(xiàn)在UR的本體上也沒(méi)有燈也沒(méi)有按鈕，所有的交互都在示教器上做。可惜這么些年過(guò)來(lái)了，UR倒是憑借豐富的配件與不斷改善的軟件交互一飛沖天，Roberta卻淡出了人們的視線。 也不知道CRB 15000 的設(shè)計(jì)是否有吸收了 Roberta的技術(shù)，反正即使是放到現(xiàn)在，Roberta系列的設(shè)計(jì)仍然非常有競(jìng)爭(zhēng)力，而且個(gè)人認(rèn)為即使有了CRB 15000，Roberta似乎仍能形成互補(bǔ)，競(jìng)爭(zhēng)性價(jià)比上，Roberta的設(shè)計(jì)要更好一些。
5 Y1 ]1 b! [- c! @從ABB的產(chǎn)品看戰(zhàn)略 從ABB的協(xié)作家族來(lái)看，雖然本次發(fā)布的兩款產(chǎn)品在技術(shù)上并沒(méi)有太多驚艷的點(diǎn)，畢竟協(xié)作現(xiàn)在也不稀奇，所以從技術(shù)來(lái)說(shuō)不算驚喜（這并不是在貶低這兩款產(chǎn)品的技術(shù)，技術(shù)含量絕對(duì)是很高的，特別是CRB 1500 關(guān)節(jié)力傳感器設(shè)計(jì)與標(biāo)定，還有CRB 1100 安全策略在軟件上的實(shí)現(xiàn)都挺難，而是大家的ABB的期待太高了）。但從產(chǎn)品布局上，ABB在協(xié)作上的布局野心勃勃，讓人不得不服，不同負(fù)載，不同安全策略在不同產(chǎn)品上的都用上了，別人都是只選一條路，大多數(shù)也是先易后難，ABB直接把賽道都占了。小孩子才做選擇，大人我全都要！！ 這確實(shí)很ABB，客戶要什么我有什么。Yumi滿足了單雙臂的小零部件生產(chǎn)；CRB15000 滿足了大負(fù)載長(zhǎng)臂展的需求（估計(jì)CRB 15000 后續(xù)應(yīng)該也會(huì)變成不同負(fù)載與臂展的系列）；而CRB 1100就更實(shí)在了，滿足了大部分看中協(xié)作的安全又嫌棄協(xié)作效率低的客戶，而且按我的理解，CRB 1100的安全策略可以套用到其他工業(yè)機(jī)器人上，這樣的話，工業(yè)機(jī)器人與協(xié)作機(jī)器人之間這座橋就建立起來(lái)了，所有原來(lái)ABB工業(yè)機(jī)器人的客戶都是CRB 1100的潛力客戶，推廣起來(lái)就容易很多（當(dāng)然，價(jià)格會(huì)不會(huì)是影響因素還不好說(shuō)，不知道CRB 1100比IRB 1100貴多少）。 單臂、雙臂、電流環(huán)、關(guān)節(jié)扭矩傳感器、接觸式、非接觸式、六軸、七軸，協(xié)作能想到的方向ABB幾乎都上了。有市場(chǎng)、有人、有錢(qián)、有技術(shù)、有眼光、有魄力，縱觀業(yè)界也還沒(méi)有哪一家能像ABB這么鋪賽道。且看豪橫的ABB后續(xù)如何發(fā)力，也許借用協(xié)作機(jī)器人，能與老大拼一拼，也未可知。 期待ing~~~~~ 5 |/ e# |' b% Q, E& C; |
$ k* p" X7 U& u6 t
) a$ c7 l& n% J; x, }8 [, p: q | 
發(fā)表于 2021-8-28 15:49:11
QQ好友和群
QQ空間
