如何評價ABB最新發(fā)布兩款協(xié)作機器人

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)作上的產品布局變得相當有意思。本期就和大家聊聊如果評價ABB最新發(fā)布的兩款協(xié)作機器人以及ABB展示出來的產品布局,。

因為所以內容均來自ABB的公開資料以及根據公開資料的猜測,，若有說得不對的地方，歡迎指正,。

ABB協(xié)作機器人盤點

雙臂Yumi

作為ABB全球發(fā)布的第一款協(xié)作機器人,，大家現在已經非常熟悉，這款在2015年發(fā)布的協(xié)作機器人產品,，在當時確實非常驚艷,，更驚艷的是早在2021年Yumi就拿到了德國紅點“Best of the best”設計大獎，人形雙手環(huán)臂的招牌動作使其與人的距離更接近了一步,。

即使放到現在6年過去了,，Yumi仍是可圈可點。在中國可見的協(xié)作中,，Yumi也是唯一可見的量產的雙臂協(xié)作機器人,。而且從設計角度來說，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,。學霸都喜歡從最難的題開始解么~~~~~

雙臂Yumi特點：協(xié)作、雙七軸,、帶視覺,、機電一體，豐富的選配件,。

單臂Yumi

單臂Yumi其實就是雙臂Yumi取其一臂單獨變成一個產品,，電控柜自然也與本體分離了。因為手臂結構相同,，所以我們詳細看看單臂Yumi的特點,。

小負載。Yumi的負載很小,，只有500g,，臂長也只有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的重復定位精度是0,02mm,，這在其他協(xié)作機器人中是很少見到的,。其他的基本是0.1mm的級別。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)機器人。

非中空,。Yumi的高精度也其關節(jié)設計有關,，并沒有采用協(xié)作標配的中空無框電機+中空諧波+剎車+驅動器的設計，而是采用工業(yè)機器人常用的伺服電機+直插諧波的方式,。這種設計的優(yōu)勢明顯,，裝配相對容易，剎車牢靠,，電機成本也較低（當然不要跟國產比成本）,；相應的劣勢也很明顯，因為非中空,，手臂里也沒有驅動器,，因此像工業(yè)機器人一樣,，從末端到基座，線纜的數量是疊加的,，這樣一個是限制了關節(jié)的旋轉角度,，另一個也給布線增加了難度。從公開的圖片中可以看到,，關節(jié)間應該是采用了雙C形的布線方式,，但細節(jié)上有不少工藝的設計。

低防護等級,。因為非中空的緣故,，Yumi并沒有追求高防護等級，只有IP30,，這也Yumi面向的應用場景一般工況良好也有直接聯系,。

無力傳感器。Yumi并沒有配備關節(jié)力傳感器,，而是采用電流環(huán)的方式實現力控,，同時，為了更加安全,，Yumi的外圍包裹了較軟的材料,。許多體驗過Yumi的人都會覺得Yumi的力控體驗很好，以為有力傳感器輔助,，其實除了ABB在力控的算法較好之外,，另一個主要原因是Yumi很小，所用的電機減速機也小,，摩擦力也小,，因此動力學辨識相對更準一些。但是因為沒有力傳感器,，也就無法實現精準力控,，因此我們看到的Yumi的Demo一直沒有這體現。

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,。

外觀簡潔。CRB 15000 相比Yumi確實要弱得多（畢竟Yumi顏值爆表）,，但從結構與配色來說,，比較簡潔。

構型上CRB 15000 并沒有采用現在市場上最多的UR構型，與Yumi的構型更相似一些,，主要是J3關節(jié)旋轉軸與J4關節(jié)旋轉軸不交叉,，J5、J6關節(jié)旋轉軸也不交叉,，猜測除了J4關節(jié)放后面重心靠后之外,，也可以比較好的避免奇異點。

負載5KG,，臂長950mm,。這個對UR5的針對性就很明顯了，負載相同,，臂長比UR5長100mm。但是末端線速度上感覺ABB標得保守了,，只有2.2m/s,，而UR5是3m/s，實際應該可以更快,。精度0.05mm相比UR5 0.03mm稍低一點,，但是重復精度我認為不太好直接對比數據，都是參考國標,，但是測試手法可能不盡相同,，結果就可能不太一樣，因此不做評價,。

指標燈與按鈕,。指示燈與按鈕現在也算是協(xié)作的標配了，不過ABB的燈的語言稍簡單,，這一點略失望（后面會再講到）,。按鈕的設計ABB采用了自定義的方式，即6軸的2個由客戶自定義按鈕的功能,，這個設計挺人性化,。但是按鈕為什么沒有放到末端法蘭而放到6軸這點是個小遺憾，因為按鈕放到末端就可以實現單手示教編程,，而放到6軸上,，就可能雙手配合操作了，當然放到末端也會增加設計難度,，所以不知是因為設計難度的取舍還是有其他考慮,。

不大的關節(jié)范圍。不知出于什么原有,，CRB 15000標稱的關節(jié)范圍只有正負180度,，這與iiwa相似，iiwa的關節(jié)范圍還更小點,。不知是否由于加了力傳感器更線更復雜所以布線更困難,，不像UR 標正負360度,。老實說UR這個標法也有點爭議，一個是像2,、3關節(jié)這種標了也沒用,，根本跑不到就自己打自己了，其他關節(jié)除了6軸,，其他也極少會轉這么大角度,，而且，最關鍵的是,，萬一有個應用多個關節(jié)都要跑正負360度,，不知UR的線能扛多久。所以這一點上,，ABB的標法還是比較實在,，不攀比。

帶關節(jié)力傳感器,。根據官方介紹,，CRB 15000是帶關節(jié)力傳感器的，這表現了實現精準力控的硬件條件的已經具備了,。不過目前對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大的研發(fā)能力，這一點自然不在話下,。

CRB 1100

剛看到發(fā)布會照片時愣了一下,，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,，這不正是前不久發(fā)布的 IRB 1100么！再仔細看了發(fā)布會介紹,，原來如此,。

這款協(xié)作采用了不同的安全策略，把速度與安全設計分離,。常見的協(xié)作都是接觸式,，即由本體去感知人體碰撞時的力并且及時停止，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，但還是解決不了盲點的問題,，畢竟此時人與本體直接接觸或者距離很短,，即使有精準的力控，萬一機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)作機器人經常被詬病的就是其犧牲了效率與精度,。

為了解決工業(yè)機器人與協(xié)作機器人中間這條鴻溝，CRB 1100 就把速度與安全分離,。速度方面,，保留了工業(yè)機器人的設計，即CRB 1100 其實就是IRB 1100,，只不過加上了四軸上做交互的燈,，以及末端的“可拆卸引導式編程裝置”，估計是個6D鼠標吧,。于是CRB 1100 可以達到工業(yè)機器人級別的 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,，看見而且有個油菜黃的東西怎么那么像AGV的激光雷達,。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。原理也有簡單,，就是通過激光掃描儀感知人體,，沒人時，高速運動,，有人時機器人暫停,。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,。

這種策略其實了不是ABB首創(chuàng)，之前講過Fanuc的大負載協(xié)作也采用了相似的策略，不但監(jiān)測人體,，表面還有緩沖材料,，滴水不露，號稱最大負載的協(xié)作機器人,。但是小負載的機器人中,，我所知道的產品化的應該就ABB這款了。

不過這款產品從認證的角度來說,，確實通過了協(xié)作相關的安全條例,，是一款安全的機器人，但若是細究協(xié)作的協(xié)同合作的話,，這里也有點爭議,。畢竟看起來，這款其實相當于加了一個隱形圍欄,，以及機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這是把圍欄整個去掉了,，變成隱形的，但只要人一靠近機器人,，機器人就停了,，所以嚴格來說并沒有達到人與機器人共享工作空間，甚至想到協(xié)同合作的地方,。

當時這事也不能抬扛,，前面講即使有精準力控萬一拿個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也有盲區(qū),，SICK這款產品最大掃描角度是275度，也就是說還有85度的范圍是激光掃不到的,，這個范圍必須設計是人無法進入的,，這也問題不大，本來CRB 1100 這種構型就是非對稱的設計,，背面工作很少會用到,，估計CRB 1100 的手冊會特別強調這塊小空間的防護，不然萬一客戶忽略了這個盲區(qū),，后果不堪設想,。

Roberta

前面在介紹CRB 15000的時候賣了個關子,，說他交互燈的信息有點少，只是幾個狀態(tài),，能傳達出來的信息是有限的,。這是因為早在2015年的時候，除了Yumi,，ABB還顯示了另一款協(xié)作機器人,，Roberta。這次看到ABB亮出了協(xié)作機器人家族合照才發(fā)現少了一直以來少了一個身影,。

Roberta是AB在2015年收購的一家初創(chuàng)公司Gomtec,，當時跟Yumi展出時，大家都在評論Yumi與Roberta形成了很好的搭配,，Yumi負載小,，做精細動作，而Roberta負載大,，價格低,，可以攻另一塊市場。只是后來就沒看到Roberta的身影了,，尋找Roberta的信息,，鏈接都會跳到ABB的官網，然而,，ABB的官網上卻沒有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個不同的負載，4KG,，8KG,，12KG。要注意這個負載定義對比UR還是相當有意思,，UR最早是有UR3,、UR5、UR10,，而Roberta每一款都比UR負載要大一點,。而且在2015年，12KG負載的協(xié)作機器人還未看到,，也就這兩年才有負載超過12KG的協(xié)作機器人出現,。（Fanuc等這種工業(yè)機器人變種來的不算），所以ABB收購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 在德國航空航天中心工作了十來年，他的項目之一是開發(fā)LBR,。是的,，又是DLR，又是LBR,！如果你對LBR不熟悉,，沒關系，你一定知道iiwa,，最強協(xié)作機器人,。所以真的非常有意思，協(xié)作機器人的高端梯隊,，iiwa,、Franka、非夕,、思靈,、Roberta，都跟DLR有千絲萬縷的關系,，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時大家都說Roberta便宜,。但若要精準力控，Roberta也有扭矩傳感器可選,，滿足了不同客戶的需求,。

重點來了，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不同的狀態(tài),，相比單調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（據說用到的KEBA的系統(tǒng)），手臂末端并不是按鈕,，而是滑動或者說拔轉的方式,，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構。

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不同需求,，但是從外觀設計與本體的交互設計來看,，Roberta還是走在UR前面，直到現在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,。可惜這么些年過來了,，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 的設計是否有吸收了 Roberta的技術,，反正即使是放到現在,，Roberta系列的設計仍然非常有競爭力，而且個人認為即使有了CRB 15000,，Roberta似乎仍能形成互補,，競爭性價比上，Roberta的設計要更好一些,。

從ABB的產品看戰(zhàn)略

從ABB的協(xié)作家族來看,，雖然本次發(fā)布的兩款產品在技術上并沒有太多驚艷的點，畢竟協(xié)作現在也不稀奇,，所以從技術來說不算驚喜（這并不是在貶低這兩款產品的技術,，技術含量絕對是很高的，特別是CRB 1500 關節(jié)力傳感器設計與標定,，還有CRB 1100 安全策略在軟件上的實現都挺難,，而是大家的ABB的期待太高了）。但從產品布局上,，ABB在協(xié)作上的布局野心勃勃,，讓人不得不服，不同負載,，不同安全策略在不同產品上的都用上了，別人都是只選一條路,，大多數也是先易后難,，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,；CRB15000 滿足了大負載長臂展的需求（估計CRB 15000 后續(xù)應該也會變成不同負載與臂展的系列）；而CRB 1100就更實在了,，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)機器人上,，這樣的話,，工業(yè)機器人與協(xié)作機器人之間這座橋就建立起來了，所有原來ABB工業(yè)機器人的客戶都是CRB 1100的潛力客戶,，推廣起來就容易很多（當然,，價格會不會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,、有人、有錢,、有技術,、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)作機器人,，能與老大拼一拼,，也未可知。

期待ing~~~~~