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工業(yè)機器人四大家族技術(shù)優(yōu)劣勢分析,誰的刷子更多!

發(fā)布時間: 2017-01-10 09:01:37 來源:

核心提示: 工業(yè)機器人做為一個發(fā)展比較成熟的產(chǎn)品,從普通用戶角度很難評判幾個領(lǐng)頭廠家產(chǎn)品之間的技術(shù)差距。就好比有人問奔馳和寶馬的造車技術(shù)有何優(yōu)劣,我等吃瓜群眾只能說一句“坐奔馳,開寶馬”。
    本文來自國產(chǎn)機器人技術(shù)大牛的視角,幽默風(fēng)趣,歡迎大家討論。
    首先扔兩個不是結(jié)論的結(jié)論:
    一、工業(yè)機器人做為一個發(fā)展比較成熟的產(chǎn)品,從普通用戶角度很難評判幾個領(lǐng)頭廠家產(chǎn)品之間的技術(shù)差距。就好比有人問奔馳和寶馬的造車技術(shù)有何優(yōu)劣,我等吃瓜群眾只能說一句“坐奔馳,開寶馬”。造車用的絕大部分關(guān)鍵技術(shù),奔馳有的寶馬肯定也有,其他“營銷性技術(shù)”的區(qū)別,不會影響到技術(shù)競爭格局。工業(yè)機器人行業(yè)也是如此,從實際應(yīng)用的角度來看,技術(shù)差距造成的影響遠比使用習(xí)慣/功能設(shè)計差異造成的影響要小,除非技術(shù)存在代次上的差距。
    二、要評判這么多家產(chǎn)品之間的技術(shù)差距,并給出具有說服力的結(jié)論,至少需要兩個前提,一是對幾家機器人的典型產(chǎn)品都深入使用和分析過,這需要大量資源支持和長時間的實踐;二是需要人員自身具備非常深厚的技術(shù)積累,才能給出基本正確的分析結(jié)果,這樣的人員在國內(nèi)非常稀有。
    我只用過其中3家的產(chǎn)品,較為深入的分析過其中2家的技術(shù),因此結(jié)合以上兩點結(jié)論,本回答的主要作用是為想了解工業(yè)機器人四大廠家基本信息的小伙伴提供一些參考,僅代表個人觀點(因此必然受個人喜好影響),由于經(jīng)歷有限水平有限,肯定有很多不當之處,歡迎評論指出。

    ABB的機器人產(chǎn)品傳遞給外界的形象可以概括為:專業(yè)嚴謹,實用至上。
    專業(yè)性首先體現(xiàn)在機器人控制技術(shù)上,ABB的“xxxxxMove”技術(shù)不說業(yè)界領(lǐng)先,至少也是超一流水平,四十多年的專業(yè)機器人研發(fā)和工程經(jīng)驗,說領(lǐng)先國內(nèi)15年應(yīng)該不夸張。對此感興趣想看熱鬧的可以去搜搜視頻,想學(xué)習(xí)的可以去搜搜相關(guān)論文,干貨多多。同時IRC5提供非常完善的工藝軟件包,基本上能用機器人的地方,ABB都提供了解決方案:

第二個專業(yè)之處體現(xiàn)在ABB的技術(shù)文檔上,其產(chǎn)品隨機文檔非常非常非常的良心,充實的內(nèi)容,專業(yè)的排版,嚴謹?shù)陌姹究刂疲瑥娏彝扑]閱讀。其內(nèi)容可以完勝絕大部分國內(nèi)以ABB機器人為原型編寫的培訓(xùn)教材,只可惜只有一些基礎(chǔ)操作文檔提供了中文版,并且翻譯水平稍微有點對不住觀眾。

    再有一個我認為和專業(yè)性有關(guān)聯(lián)的是,你在外界能獲取到的宣傳視頻或者廣告,絕大部分是非常專業(yè)的產(chǎn)品應(yīng)用展示或者性能展示,很少見到ABB拍攝特效剪輯視頻,很難吸引眼球,但是可以博得業(yè)內(nèi)人士好感。
    而追求實用化的ABB產(chǎn)品,外觀不出彩,配件選型不追新,實用夠用再來點好用,與豐田的“中庸”之道有一些相像之處。
    在控制系統(tǒng)方案上,ABB現(xiàn)款I(lǐng)RC5的主控制器采用了x86架構(gòu),運行VxWorks系統(tǒng),負責(zé)機器人任務(wù)規(guī)劃、外部通信、參數(shù)配置等上層任務(wù);伺服驅(qū)動部分由單獨的Axis Computer完成,配備獨立的放大模塊;示教器FlexPendant采用Arm+WinCE的方案,通過TCP/IP與主控制器Main Controller通信,每一個模塊都是常見方案,不追新不取巧,但是你又用不出什么太大的怨言。
    實用至上的特點在機械設(shè)計上體現(xiàn)的更為明顯,ABB的機器人在機械方案上屬于中規(guī)中矩的類型,特別出彩的設(shè)計很少,各主要機械部件定制化水平相對其他三家來講也是偏低的,由此導(dǎo)致ABB機器人的顏值不如KUKA和FANUC的同類產(chǎn)品,但是對于ABB這種大廠來講,通過“高顏值”這種非功能特性提升客戶信心不是必要需求。
    總之,ABB的機器人有強大的技術(shù)水平,完善的支持文檔,相對成熟的網(wǎng)上社區(qū),巨大的市場保有量和應(yīng)用案例,so when in doubt,choose ABB。
    KUKA
    伴隨著要被美的Midea收購的新聞,KUKA在今年著實火了一把,估計很多不是工業(yè)機器人圈里的人都知道有一家德國機器人公司要被中國人收購了。同是歐洲企業(yè),KUKA產(chǎn)品給人的感覺遠比ABB要現(xiàn)代、活潑很多,如果把ABB比作是國企里按部就班的高級工程師,KUKA就是新鮮思想隨時迸發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)PM,追新、時尚是KUKA的標簽。
    但不要誤認為KUKA是渾水摸魚的廠商,能長期入圍四大家族,必然有幾把大刷子。
    KUKA是四大家族中最“軟”的機器人廠商,最新的控制系統(tǒng)KRC4同樣使用了基于x86的硬件平臺,運行VxWorks+Windows系統(tǒng),把能軟件化的功能全部用軟件來實現(xiàn)了,包括Servo Control,Safety Controller,Soft PLC等等。示教器的實現(xiàn)方式與ABB不同,KRC4人機交互界面運行在主控制器上,示教器使用遠程桌面登陸Mian Controller來訪問HMI,同時使用EtherCAT FSoE傳輸安全信號,減少接線和安全配件,可以提高可靠性。

    理論上,用軟件來實現(xiàn)硬件功能可以減少原件數(shù)量,提升系統(tǒng)靈活性并降低成本,不過里面很多東西都是外包協(xié)作開發(fā),不知道成本是降了還是升了?
    KUKA在工業(yè)機器人這個行當也闖了40多年,該有的積累一個不少,工藝包照樣提供了一大堆,常見應(yīng)用一個不缺。

    除了上面常見的業(yè)務(wù),KUKA發(fā)展了很多“偏門”的黑科技,其他家暫時還沒有很好的競爭產(chǎn)品:

    

KUKA還是一家有些任性的廠商。

    吃瓜群眾:“你在新款控制器里引入那么多新技術(shù),風(fēng)險有點大啊”
    KUKA:“我不管,我要技術(shù)先進。”
    吃瓜群眾:“你示教器上的6D鼠標經(jīng)常漂移,時間長了容易壞啊”
    KUKA:“我不管,我要操作手感好。”
    吃瓜群眾:“你把本體設(shè)計那么精致,生產(chǎn)成本高啊”
    KUKA:“我不管,我要產(chǎn)品好看。”
    吃瓜群眾:“你宣傳片都是剪輯的,欺騙群眾感情啊”
    KUKA:“我不管,我要酷炫。”
    單看產(chǎn)品外觀,比ABB那就時尚太多了,到Google上搜索“Industrial RobotIF Award”,第一頁出來的全是KUKA。
    KUKA還是做機器人的廠家里最會玩特效的。
    這貨近幾年發(fā)布了幾個不靠譜的宣傳視頻,圈外是火了一把,圈內(nèi)被很多人吐槽。問題是工業(yè)機器人圈外人不買啊,莫非前幾年就知道可能要被收購,早就開始造勢了?
    總而言之,KUKA是一家“不走尋常路”的廠商,雖然技術(shù)水平相對ABB較弱,但仍然代表了業(yè)內(nèi)一流水平,如果Midea的收購成功,必然是一筆劃算的買賣。
    KUKA這風(fēng)格如果在中國轉(zhuǎn)戰(zhàn)消費和商業(yè)市場,絕壁混的比在工業(yè)領(lǐng)域好。
    FANUC
    Fanuc的總部坐落在富士山下,得益于其在工業(yè)自動化領(lǐng)域的巨大成就,被人們稱為“富士山下的黃色巨人”,同時Fanuc也是最早為人所熟知真正使用機器人制造機器人(不是用來炒作的噱頭)的企業(yè)。
    個人認為在四大家族中,把工業(yè)感和設(shè)計感結(jié)合最好的是Fanuc的產(chǎn)品,讓人一眼看上去就知道是工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品,但又有一種說不出的精致感。而這種精致感并不是僅僅是工業(yè)設(shè)計的功勞,而更多來自于設(shè)計、制造、調(diào)試的良好平衡。
    這種平衡來自于Fanuc的多年專注以及上下游產(chǎn)業(yè)鏈整合。

    Fanuc有三個緊密結(jié)合的業(yè)務(wù)板塊,分別是數(shù)控系統(tǒng)及伺服系統(tǒng),機器人和機床:

    按照Fanuc的說法,這三大板塊的控制部分采用了統(tǒng)一的平臺(Common ControlPlatform),提供集成度,降低成本和集成難度。因此Fanuc的機器人在上游有自家一流的伺服系統(tǒng)和運動控制系統(tǒng)構(gòu)成機器人控制器,還有自家一流的機床和機器人負責(zé)機械的加工及生產(chǎn);下游有巨量的CNC集成應(yīng)用支持(Fanuc機床全球出貨量已經(jīng)達到200多萬臺),這種成本和技術(shù)上的優(yōu)勢,對于其他家機器人廠商來講很難模仿和超越。
    在集成軟件包方面,F(xiàn)anuc為用戶提供了大約70個選項包,可以滿足絕大部分應(yīng)用需求。同時Fanuc也是目前業(yè)內(nèi)唯一在機器人控制器內(nèi)集成視覺的廠商,只需要購買普通的工業(yè)相機即可完成各種復(fù)雜的視覺應(yīng)用。
    Fanuc還有著在工業(yè)圈很難想象的高利潤率,以2015年為例:
    KUKA,總營收29.7億美元,息稅前利潤率6.6%,稅后收入8600萬美元。
    Yaskawa,總營收為37.2億美元,凈收入2.3億美元,利潤率6.2%;
    ABB,總營收為354.8億美元,凈收入19.3億美元,利潤率5.4%。(機器人只占ABB全部收入的一小部分,數(shù)據(jù)僅供參考)
    FANUC,總營收60.8億美元,凈收入17.3億美元,利潤率28.5%;
    夸完吐槽下。
    不知道有多少人注意到一個事實,那就是在網(wǎng)絡(luò)上很難搜索到Fanuc的技術(shù)或產(chǎn)品資料,而這種情況源自Fanuc的有意為之。
    在2009年,F(xiàn)anuc通知著名的工業(yè)機器人論壇RobotforumSupport forRobotprogrammer and Users - Index刪除其網(wǎng)站上所有網(wǎng)友分享的FANUC機器人的隨機文檔和技術(shù)資料,有理由相信其他的討論平臺同樣收到了類似的通知:

    

    但實際上目前幾乎所有的機器人廠商在其官方網(wǎng)站上都或多或少提供了產(chǎn)品技術(shù)文檔供用戶下載,即使是被人們認為“不夠開放”的其他日系廠商,譬如Denso,Mitsubishi等,都提供了足夠了解該品牌機器人絕大部分功能的文檔。
    開放的文檔不僅可幫助用戶更快的熟悉產(chǎn)品,實際上也減少了廠商技術(shù)支持的工作量,但是Fanuc顯然不這么想,相反,F(xiàn)ANUC針對二手機器人技術(shù)支持的規(guī)定又為人詬病。
    如果你購買了一臺二手Fanuc機器人,在正式使用前必須要向Fanuc繳納大約$10000/臺的重授權(quán)費(Re-license Fee),以便讓Fanuc在它的數(shù)據(jù)庫中將那臺機器人的主人變更為你。如果不繳納,沒有技術(shù)支持,沒有軟件升級,沒有修理配件,再加上你可能連說明書都沒有,祈禱吧。
    不過話說回來,在中國這幾十年的現(xiàn)代化建設(shè)進程中,類似這樣被外資企業(yè)近乎強征的費用各行各業(yè)應(yīng)該都不鮮見,發(fā)達國家的企業(yè)在落后市場充分利用其先發(fā)優(yōu)勢無可厚非,但一直落后挨坑是不能忍的。國內(nèi)做科技實業(yè)的公司,即使沒能很好的活下去,把國外產(chǎn)品的價格拉下來,于國于民也是有莫大好處的。
    扯遠了,一句話概括,F(xiàn)anuc證明了專注和產(chǎn)業(yè)鏈整合的力量。
    YASKAWA(安川)
    因為安川有自己的伺服系統(tǒng)和運動控制器產(chǎn)品,并且其技術(shù)水平在日系品牌中應(yīng)該處于第一梯隊,因此他家機器人的總體技術(shù)方案與FANUC非常相似,除去減速器外購,其他諸如控制器、伺服系統(tǒng)和機械設(shè)計都是自己完成。
    安川機器人的設(shè)計思路是簡單夠用。在四大家中,安川機器人的綜合售價最低,再加上背后有首鋼莫托曼的本土支持(印象中安川應(yīng)該是第一家正式進入中國市場的機器人公司,早在1997年就與首鋼合資成立了首鋼莫托曼),國內(nèi)會用安川機器人的應(yīng)該不在少數(shù)。

    但我對安川的了解比較少,原因主要有兩個。
    第一個原因,是安川的小型機器人長的太丑,追求簡單實用的單薄機身設(shè)計配上藍色的涂裝,看上去顯得很簡陋,不能忍。
    第二個原因,還是太丑。開個玩笑,其實安川的小型機器人外觀設(shè)計思路與ABB很像,都是講究實用性遠大于外觀。區(qū)別在于歐系出身的ABB,其機器人設(shè)計的剛性比較好,配上淺色系的外觀,雖談不上好看但至少還有一些嚴肅的工業(yè)感;安川的小機器人外觀很單薄,再配上他家藍色的涂裝,總感覺配不上四大家的名號。
    總結(jié)
    一、四大家很強,真的很強;
    二、四大家是按銷量評選出來的,由于這四家的產(chǎn)品線很全,因此銷量相對較大。其他機器人廠商多專注于某個領(lǐng)域,雖然銷量較小,但是在細分領(lǐng)域的技術(shù)水平并不比四大家弱。
    三、瞎評一堆,各位瞎看就好,對別人家的了解再多也是別人家的機器人,還是好好發(fā)展國產(chǎn)機器人最靠譜。
來源/知乎 韓峰濤

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