如何評(píng)價(jià)ABB最新發(fā)布兩款協(xié)作機(jī)器人

ww112358134711 · 發(fā)表于 2021-8-28 15:49:11

新年禮物——ABB發(fā)布新協(xié)作

正月沒過都是年！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展示出來的產(chǎn)品布局,。

因?yàn)樗詢?nèi)容均來自ABB的公開資料以及根據(jù)公開資料的猜測(cè)，若有說得不對(duì)的地方,，歡迎指正,。

ABB協(xié)作機(jī)器人盤點(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年過去了，Yumi仍是可圈可點(diǎn),。在中國(guó)可見的協(xié)作中,，Yumi也是唯一可見的量產(chǎn)的雙臂協(xié)作機(jī)器人。而且從設(shè)計(jì)角度來說,，Yumi居然采用的是倒推的方式,，一開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；不但帶視覺,，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始解么~~~~~

雙臂Yumi特點(diǎn)：協(xié)作,、雙七軸,、帶視覺,、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,。

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),，并沒有采用協(xié)作標(biāo)配的中空無框電機(jī)+中空諧波+剎車+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?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�,，Yumi并沒有追求高防護(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,。

無力傳感器。Yumi并沒有配備關(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Yumi的人都會(huì)覺得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]有力傳感器,，也就無法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)力控，因此我們看到的Yumi的Demo一直沒有這體現(xiàn),。

CRB 15000

主角來了,，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,。接下來我們來看看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)與配色來說，比較簡(jiǎn)潔,。

構(gòu)型上CRB 15000 并沒有采用現(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,。不過目前對(duì)于這方面的展示也尚未看到,。

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，萬一機(jī)器人末端拿的是鋼針而碰巧湊過去的是人的眼睛呢,？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,。一開始看照片時(shí)，看見而且有個(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,，前面說油菜黃也不是隨便叫的，這可是官方叫法,，是不是很有畫面感,。原理也有簡(jiǎn)單，就是通過激光掃描儀感知人體,，沒人時(shí),，高速運(yùn)動(dòng)，有人時(shí)機(jī)器人暫停,。這樣一來,，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,。

不過這款產(chǎn)品從認(rèn)證的角度來說，確實(shí)通過了協(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,，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,，后來有了安全光柵,，把門變成隱形的，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)格來說并沒有達(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~~~~~那也沒防不勝防,。要講武德,，不抬扛。不過 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)是人無法進(jìn)入的,，這也問題不大，本來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)候賣了個(gè)關(guān)子，說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)。只是后來就沒看到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年，他的項(xiàng)目之一是開發(fā)LBR,。是的,，又是DLR，又是LBR,！如果你對(duì)LBR不熟悉,，沒關(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有千絲萬縷的關(guān)系，不是校友就是徒子徒孫,，影響力可見一斑,。

不過在力控上面，Roberta并沒有走他校友們的路線,，沒有加關(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)來了,，燈的問題。Roberta在末端也有交互燈,，但是像是流水燈,，可能通過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，很遺憾只親眼看過一次,，也沒來得及弄清用的什么結(jié)構(gòu),。

總的來說，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)來看,，Roberta還是走在UR前面,，直到現(xiàn)在UR的本體上也沒有燈也沒有按鈕,，所有的交互都在示教器上做�,？上н@么些年過來了,，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,。

從ABB的產(chǎn)品看戰(zhàn)略

從ABB的協(xié)作家族來看，雖然本次發(fā)布的兩款產(chǎn)品在技術(shù)上并沒有太多驚艷的點(diǎn),，畢竟協(xié)作現(xiàn)在也不稀奇,，所以從技術(shù)來說不算驚喜（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了，所有原來ABB工業(yè)機(jī)器人的客戶都是CRB 1100的潛力客戶,，推廣起來就容易很多（當(dāng)然,，價(jià)格會(huì)不會(huì)是影響因素還不好說，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,、有技術(shù),、有眼光、有魄力,，縱觀業(yè)界也還沒有哪一家能像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~~~~~