40年前，第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人出世，進(jìn)而推動(dòng)了制造業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)程；2014年，作為全球工業(yè)機(jī)器人制造“四大家族”之一的ABB推出了世界上首款協(xié)作機(jī)器人YuMi，開啟了工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)新篇章。
據(jù)美國(guó)市場(chǎng)研究公司ABI Research的一份《協(xié)作機(jī)器人的市場(chǎng)行情和當(dāng)前發(fā)展?fàn)顩r》最新研究報(bào)告，2015年至2020年期間，協(xié)作機(jī)器人部門有望增長(zhǎng)10倍，從2015年的接近9500萬(wàn)美元升值2020年的超過10億美元。而且，不單單是ABI，據(jù)巴克萊銀行的生產(chǎn)資料分析師估計(jì)，到2025年，全球協(xié)作機(jī)器人的市場(chǎng)規(guī)模將從去年的1.16億美元增至115億美元，這將大致等同于目前整個(gè)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)的規(guī)模。
ABI：協(xié)作機(jī)器人出貨量
協(xié)作機(jī)器人獨(dú)特在哪兒？
協(xié)作機(jī)器人，顧名思義，就是一種可以在一定區(qū)域內(nèi)安全的與人類進(jìn)行直接交互的機(jī)器人。一般來說，協(xié)作機(jī)器人的操作相對(duì)較為簡(jiǎn)單，是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)分系，在價(jià)格上也比傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人“親民”的多。
與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人不同，協(xié)作機(jī)器人在體型上就跟它不在一個(gè)檔次。為了達(dá)到“協(xié)作”的目的，機(jī)器人與人類之間的工作距離就不能太遠(yuǎn)，因而，協(xié)作機(jī)器人尺寸都是偏小的，甚至可以直接放置在正常工作臺(tái)。
此外，既然是作為協(xié)作人類而存在，靈活性當(dāng)然也是必不可缺的。以庫(kù)卡的協(xié)作機(jī)器人LBRiiwa為例，它一共擁有7個(gè)關(guān)節(jié)扭矩傳感器，這使得它的“獨(dú)臂”能夠360度靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，特別適用于柔性、靈活度和精準(zhǔn)度要求較高的行業(yè)。并且，該設(shè)計(jì)曾經(jīng)還獲得了2014年紅點(diǎn)設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)（設(shè)計(jì)界的“奧斯卡”）的“最佳獎(jiǎng)”哦。
協(xié)作機(jī)器人都能干啥？
上文中我們也說過了，協(xié)作機(jī)器人隸屬于工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)分支。既如此，那它的應(yīng)用范圍也是以工業(yè)為主，比如流水線上物品的安裝、配送等工作。
說到具體的應(yīng)用范圍上，根據(jù)IHS公司的研究報(bào)告，目前工業(yè)機(jī)器人85%以上的應(yīng)用都在汽車相關(guān)行業(yè)。
比如福特與庫(kù)卡聯(lián)手打造的協(xié)作機(jī)器人。這臺(tái)協(xié)作機(jī)器人是福特與庫(kù)卡花了兩年時(shí)間暗地里打造的，于上個(gè)月在福特德國(guó)科隆的Fiesta工廠揭開了面紗。在工作中，該協(xié)作機(jī)器人能夠幫助工人安裝汽車減震器，并確保減震器放置的準(zhǔn)確性、快速性，從而減少了工人的負(fù)擔(dān)。不過，該協(xié)作機(jī)器人在外形上與LBRiiwa擁有近乎100%的相似度，應(yīng)該是一款“定制版”LBRiiwa。
不過，隨著汽車行業(yè)的漸趨成熟，3C產(chǎn)業(yè)作為發(fā)展?jié)摿Α⑽磥硇枨笙鄬?duì)更大的行業(yè)，自然也成了協(xié)作機(jī)器人的下一個(gè)目標(biāo)。
協(xié)作機(jī)器人為何“火”的這么任性？
雖然協(xié)作機(jī)器人是2014年才“出道”的產(chǎn)品，但是根據(jù)ABI的預(yù)測(cè)，到了2020年，它的出貨量將是2016年的22.5倍。在短短6年之間，為何它的速度能飚這么快？事實(shí)上，這其中最主要的原因有三點(diǎn)。
首先是中小企業(yè)自動(dòng)化的需求
以中國(guó)為例，我國(guó)企業(yè)版圖中共擁有超過5000萬(wàn)家企業(yè)，其中中小企業(yè)就占了99%，而低成本自動(dòng)化向來都是中小企業(yè)夢(mèng)寐以求的生產(chǎn)模式。
接著來看一下工業(yè)機(jī)器人成本問題。傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的價(jià)格一般位于10萬(wàn)~40萬(wàn)人民幣之間，使用壽命為5~8年，而要將其應(yīng)用到自家生產(chǎn)線，那將要多出2~3倍的部署花費(fèi)，這個(gè)支出對(duì)于利潤(rùn)微薄的中小企業(yè)而言是承受不起的；而協(xié)作機(jī)器人的價(jià)格一般介于2~3萬(wàn)美元，但因?yàn)槭∪チ瞬渴鸬倪^程，從而就比傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人少去了那個(gè)“大頭”的支出。由此基于成本的比較，協(xié)作機(jī)器人顯然更適合中小企業(yè)，其需求也就隨之上升。
其次是市場(chǎng)發(fā)展的需求
全球消費(fèi)電子設(shè)備出貨量（單位：億部）
從數(shù)據(jù)中我們可以發(fā)現(xiàn)，近幾年來，3C產(chǎn)品的銷量一直處于穩(wěn)步增長(zhǎng)中。協(xié)作機(jī)器人的柔性、靈活度和精準(zhǔn)度正好符合了3C產(chǎn)品配件安裝等工作的要求。因而，協(xié)作機(jī)器人的銷量想低都不行啊。
最后就是技術(shù)的需求
出于效率的需求，人們?cè)谏a(chǎn)線上引入了工業(yè)機(jī)器人，但由于安全性的欠缺，工業(yè)機(jī)器人又只能被限制在一個(gè)“監(jiān)獄”之內(nèi)，再加上體積龐大等因素，要想完成一些細(xì)致的工作，對(duì)于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人來說，真的是太難了。
在這方面，協(xié)作機(jī)器人就填補(bǔ)了這個(gè)空缺。對(duì)于一些講究細(xì)致的工作，其準(zhǔn)確性與靈活性在很大程度上能夠滿足工作的需求，而它緩慢的速度也為人類提供了一些安全保障。像3C產(chǎn)品的裝配，一邊是協(xié)作機(jī)器人準(zhǔn)確地零件放置，一邊是人類的快速組裝，兩處相得益彰，大大提高了生產(chǎn)線的效率。
總結(jié)
不管是從市場(chǎng)，還是技術(shù)層面來講，協(xié)作機(jī)器人都有著不可取代的優(yōu)勢(shì)與市場(chǎng)前景，已然是未來市場(chǎng)上的一大趨勢(shì)。除此以外，相對(duì)于之前在網(wǎng)上流傳的“機(jī)器人取代人類”的說法，照當(dāng)前的趨勢(shì)來看，“人機(jī)協(xié)作”才是美好的未來！
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在1974年就已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)制造領(lǐng)域，但40年過去了，機(jī)器人與工人依舊并肩工作依然阻礙重重。而人機(jī)協(xié)作型機(jī)器人正是為改變一格局而來，它能夠直接和人類一起并肩工作而無需使用安全圍欄進(jìn)行隔離。
隨著人力成本提升等因素的影響，越來越多的機(jī)器人走入生產(chǎn)中。如何使這些機(jī)器人直接安全的和人類員工一起并肩工作成了研究的熱點(diǎn)。協(xié)作機(jī)器人就這樣應(yīng)運(yùn)而生了。
1、走出牢籠，與人并肩作戰(zhàn)
當(dāng)被問及如何設(shè)想機(jī)器人的模樣時(shí)，多數(shù)人都會(huì)想到在大型工廠圍欄區(qū)域工作的龐大、笨重的機(jī)器人抑或是會(huì)模仿人類行為的未來裝甲戰(zhàn)士。
然而介于這兩者之間其實(shí)還有一種新的現(xiàn)象正在悄然發(fā)生：那就是被稱為“協(xié)作機(jī)器人”的出現(xiàn)，這種新型機(jī)器人能夠直接和人類員工一起并肩工作而無需使用安全圍欄進(jìn)行隔離。
這種類型的合作機(jī)器人可有望填補(bǔ)全手動(dòng)裝配生產(chǎn)線與全自動(dòng)生產(chǎn)線之間的差距。迄今為止，部分企業(yè)尤其是中小企業(yè)依然認(rèn)為機(jī)器人自動(dòng)化過于昂貴和復(fù)雜，因而從不去考慮應(yīng)用的可能性。
傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人一般體型龐大，在玻璃防護(hù)罩后面工作，廣泛應(yīng)用于汽車業(yè)及其它大型裝配生產(chǎn)線。
與之不同的是，協(xié)作機(jī)器人重量輕、高度靈活、移動(dòng)方便，且能夠重新編程以解決新的任務(wù)，可幫助企業(yè)調(diào)整實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的小批量加工生產(chǎn)，從而應(yīng)對(duì)短期生產(chǎn)的挑戰(zhàn)。
在美國(guó)，汽車產(chǎn)業(yè)應(yīng)用機(jī)器人的數(shù)量依舊占據(jù)約65%的市場(chǎng)銷售總量。而美國(guó)機(jī)器人工業(yè)協(xié)會(huì)RIA援引觀察員數(shù)據(jù)認(rèn)為在可能受益于機(jī)器人的企業(yè)中，迄今只有10%的企業(yè)已經(jīng)安裝了機(jī)器人。
2、即插即用型機(jī)器人
就傳統(tǒng)機(jī)器人而言，機(jī)器人自身的資本成本僅占系統(tǒng)總成本的25%到30%。而剩余成本則與機(jī)器人編程、安裝以及專用的屏蔽工作間相關(guān)。
協(xié)作機(jī)器人的“開箱即用體驗(yàn)”通常為不到一小時(shí)。這其實(shí)也就是將機(jī)器人拆包、安裝，以及編寫第一個(gè)簡(jiǎn)單的任務(wù)程序所需的時(shí)間。
為什么協(xié)作機(jī)器人具備用戶友好性？
無需再依賴熟練的程序員，這種新型機(jī)器人配備了平板尺寸的觸摸屏用戶界面，用戶可通過在屏幕上指示動(dòng)作來操控機(jī)械手臂。或者，通過輕松把持機(jī)械手臂，向它展示所需的運(yùn)動(dòng)路徑。該界面符合多數(shù)工業(yè)傳感器和可編程邏輯控制器(PLC)的標(biāo)準(zhǔn)。
3、當(dāng)下著名的協(xié)作機(jī)器人品牌：
目前協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)上的老大優(yōu)傲機(jī)器人，曾獲得丹麥年度最佳企業(yè)獎(jiǎng)！他們僅憑3款產(chǎn)品就在全球銷售了5000多臺(tái)機(jī)器人，全面打開了協(xié)作機(jī)器人的應(yīng)用市場(chǎng)。
通過他們的UR5和UR10機(jī)器人以及他們的創(chuàng)新做法給機(jī)器人行業(yè)帶來了大革命：這種機(jī)器人重量很輕，易于安裝，具有非常直觀的編程功能。憑借其較低的總成本將機(jī)器人帶入了被傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人忽略的中小企業(yè)。
相對(duì)于龐大的行業(yè)而言，Universal Robots仍然是一個(gè)小公司，但它已表現(xiàn)出驚人的增長(zhǎng)勢(shì)頭，全球有300多家經(jīng)銷商，銷售額年年翻倍，這表明他們已經(jīng)獲得了市場(chǎng)的認(rèn)可。
的產(chǎn)品基礎(chǔ)價(jià)格約為3萬(wàn)美元，投資回報(bào)期少于一年，已經(jīng)開創(chuàng)了產(chǎn)業(yè)的新領(lǐng)域，并促使其他制造商你追我趕。
雙臂機(jī)器人
作為全球最大的工業(yè)機(jī)器人制造商之一，abb在2014年推出了其首款協(xié)作機(jī)器人YuMi，最初開發(fā)YuMi是為了滿足電子消費(fèi)品行業(yè)對(duì)柔性和靈活制造的需求，未來也將逐漸應(yīng)用于更多市場(chǎng)領(lǐng)域。
YuMi是一個(gè)協(xié)作的雙臂組裝解決方案，具有視覺和觸覺。YuMi的雙臂靈巧，并以軟性材料包裹，同時(shí)配備創(chuàng)新的力傳感技術(shù)，從而保障了人類同事的安全。安全體現(xiàn)在這臺(tái)機(jī)器人的各種功能之中，使其可以在開放環(huán)境中工作。
從機(jī)械手表的精密部件到手機(jī)、平板電腦以及臺(tái)式電腦零件的處理，YuMi都能以其精確性輕松應(yīng)對(duì)，甚至連穿針引線都不在話下。
YuMi采用緊湊型設(shè)計(jì)，擁有人體尺寸和人類肢體動(dòng)作，這會(huì)讓其人類同事感到安全舒適——而YuMi也憑借這一特點(diǎn)榮獲了久負(fù)盛名的“紅點(diǎn)最佳產(chǎn)品設(shè)計(jì)獎(jiǎng)”。
這家波士頓公司的主力產(chǎn)品是雙臂工業(yè)機(jī)器人Baxter，它能完成一些高階任務(wù)，如在產(chǎn)品線中移除有缺陷的產(chǎn)品，將完成品裝進(jìn)盒子，進(jìn)行基本的質(zhì)控檢查。Baxter基礎(chǔ)價(jià)2.5萬(wàn)美元，基座，抓取器和軟硬件服務(wù)另算，使用壽命是3年，每周可工作40小時(shí)，在勞動(dòng)力市場(chǎng)很有競(jìng)爭(zhēng)力。
還有另一款單臂機(jī)器人Sawyer，主要用于機(jī)器維護(hù)，電路板測(cè)試和其它精細(xì)重復(fù)性工作，價(jià)格是2.9萬(wàn)美元。這種機(jī)器人在亞洲很有市場(chǎng)。
除了以上介紹的三種，還有博世、發(fā)那科、庫(kù)卡等等其他品牌的相應(yīng)產(chǎn)品，尤其是庫(kù)卡，產(chǎn)品價(jià)格較貴，一般在10萬(wàn)美元以上，如果便宜些會(huì)更具吸引力。
像Universal Robots這樣的公司開了個(gè)好頭，kuka，ABB和fanuc等也會(huì)繼續(xù)處于領(lǐng)先地位。中小企業(yè)市場(chǎng)很龐大：全球600萬(wàn)家公司，占據(jù)制造業(yè)的70%份額。
許多成本較低且易用的機(jī)器人工具，都能快速應(yīng)用于多數(shù)公司的制造過程，這也是為什么不難想像，協(xié)作機(jī)器人會(huì)在這兩年呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。
