测评︱4种路线、9款外资协作机器人产品性能对比

9月18日，由高工机器人与中国国际工业博览会机器人展主办的工业机器人核心零部件国产化之路暨国产机器人核心零部件优秀品牌颁奖典礼将在上海国家会展中心举行（点击底部“阅读原文”免费报名）。

GGII数据显示，2018年下半年虽然工业机器人市场整体“遇冷”，但中国协作机器人市场全年销量依然取得近50%的增速，大大高于中国工业机器人市场整体增速。

而在2019上半年本体企业推出的众多新品中，协作机器人依然是最大的亮点，目前行业落地依然不明朗、且先行者Rethink已经倒下，在这种情况下协作概念却还是拥趸众多。

这表明“协作机器人”已经从概念到深入人心，并逐渐成为各机器人厂商争相布局的战略产品。

珞石机器人联合创始人、柔性协作机器xMate的主创人员韩峰涛从技术路线的角度将其归纳为四种流派，但万变不离其宗，产品性能才是决定技术有效性的唯一途径。

本次选取国外协作机器人的产品参数进行对比（产品参数均来自官网和产品手册），作为协作机器人所必备的协作能力即力矩反馈与视觉测控，文章无法进行测评。

目前市面上常见的第一种技术路线是基于传统机器人改造，此方案在2001年到2006年较多出现。此方案优点是基于现有机型，负载、臂展选择余地大，探测手段可选种类多；缺点是自重大导致速度必须很慢，旧产品设计思路与协作不符，改造成本高，人机界面不适合等。代表厂家：安川、发那科、史陶比尔等。

第二种技术路线，是成本/性能达到较好平衡的协作机器人产品。此方案降低了对速度、精度的要求，实际可以把它看成是比较安全的传统机器人的变种，更轻量化、更安全，成本更低一些；缺点是在价格、易用性、柔性、安全性上仍存在很多问题。

先从自重与负载来看，UR的负载最大，自重最小。协作机器人由于要做到柔性化生产，自重更轻就更能满足产线的不断更替，做到即插即用，即搬即走，第二种技术路线明显做得更好。

但是在重复定位精度方面，走第二种技术路线的UR就落后于第一种技术路线的发那科与史陶比尔。发那科特有的刀片补偿功能，使得机器人在精加工切割的过程中可以实现一圈一圈往里边走，而安川的机器人本体本身不具备这个功能，所以显得精度会稍显逊色。

臂展主要和自由度有关系，可以看出同为6个自由度，史陶比尔最高，其次是UR，最后是发那科。

第一种技术路线的协作机器人，基本上保持了其原有的工业机器人的作风，安川的稳定、史陶比尔的高速高精度、发那科的高精度等。

第三种技术路线，以 ABB为代表，厂家极少。是指在没有增加额外传感器的情况下，达到了比现在机器人更好的安全性和动力学控制的效果。此方案优点是相对成本低，运动速度较快；缺点是非中空电机和传动，内部走线复杂，设计原理决定了无法做大负载机型。

所以负载都是0.5KG。

这种方案对于机器人的建模控制、生产一致性，从最初的软件到最后的生产都有非常高的要求，ABB最早是从变频器开始做起的，其核心优势就是运动控制。

ABB明星产品YuMi单臂7轴无冗余设计，双臂14轴，加上机身小巧，重量轻，非常灵活，而且ABB更加强调机器人本身的整体性，联动起来运动速度快、精准度高。

但是与一般的ABB机器人不同的是，Yumi的许多硬件都经过了紧凑化开发，因此维护起来难度较大，如果出现了硬件故障的话较为麻烦。

第四种技术路线，以库卡iiwa机器人和已经倒闭的Rethink为代表，用于太空机械臂。是一种基于传感器加上各种柔性结构的方案，处于仿生道路上的中间版本，此方案优点是直接力控制，可实现高动态力控，高灵敏拖动示教/碰撞检测；缺点是结构和控制技术复杂，部件成本高，传感器多，需要较多校正。

更加的贴合人的手臂，所以都是7个自由度，其他的参数也相差不多，但是这种技术路径的典型特征就是“贵”。之前库卡已经在市场上推广了，只不过成本比较高，所以没有推广开。而Rethink也已经倒闭，技术被中德企业消化再吸收。

综合来看，目前的协作机器人技术与市场呈现百花齐放状态，企业都处于探索技术与市场落地阶段，而对人机协作至关重要的拖动示教、碰撞检测等技术也在不断发展，可以预见，当技术与场景突破后，协作机器人完全有可能实现低成本的简易、安全部署，迎来春天。

值得一提的是，2019年9月17日下午13:30，上海国家会展中心M8-03会议室，高工机器人将与节卡机器人一起发布《协作机器人行业发展蓝皮书》，分享行业先进技术与案例，诚邀您共同见证协作机器人又一重要时刻！

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