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(chǎn)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(chǎn)品布局。

因為所以內(nèi)容均來自ABB的公開資料以及根據(jù)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(xiàn)在已經(jīng)非常熟悉,，這款在2015年發(fā)布的協(xié)作機器人產(chǎn)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(shè)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(xiàn)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(chǎn)的雙臂協(xié)作機器人,。而且從設(shè)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(chǎn)品，電控柜自然也與本體分離了,。因為手臂結(jié)構(gòu)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(guān)節(jié)設(shè)計有關(guān)，并沒有采用協(xié)作標配的中空無框電機+中空諧波+剎車+驅(qū)動器的設(shè)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(shè)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(chǎn)比成本）；相應的劣勢也很明顯,，因為非中空,，手臂里也沒有驅(qū)動器，因此像工業(yè)機器人一樣,，從末端到基座,，線纜的數(shù)量是疊加的，這樣一個是限制了關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)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(guān)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(shè)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(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)的方式實現(xiàn)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(xiàn)精準力控,，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。

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(jié)構(gòu)與配色來說，比較簡潔,。

構(gòu)型上CRB 15000 并沒有采用現(xiàn)在市場上最多的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,。

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(shù)據(jù),，都是參考國標,，但是測試手法可能不盡相同，結(jié)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(xiàn)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(shè)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(shè)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(xiàn)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(shè)計難度,，所以不知是因為設(shè)計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標稱的關(guān)節(jié)范圍只有正負180度,，這與iiwa相似,，iiwa的關(guān)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(guān)節(jié)這種標了也沒用,，根本跑不到就自己打自己了,，其他關(guān)節(jié)除了6軸，其他也極少會轉(zhuǎn)這么大角度,，而且,，最關(guān)鍵的是，萬一有個應用多個關(guān)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(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)了實現(xiàn)精準力控的硬件條件的已經(jīng)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(wǎng),，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(shè)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(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(shè)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(chǎn)品化的應該就ABB這款了,。

不過這款產(chǎn)品從認證的角度來說，確實通過了協(xié)作相關(guān)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(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，這個范圍必須設(shè)計是人無法進入的，這也問題不大,，本來CRB 1100 這種構(gòu)型就是非對稱的設(shè)計,，背面工作很少會用到，估計CRB 1100 的手冊會特別強調(diào)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(shè)想。

Roberta

前面在介紹CRB 15000的時候賣了個關(guān)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(xiàn)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(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(xiàn),。（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(guān)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(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(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不同需求,，但是從外觀設(shè)計與本體的交互設(shè)計來看,，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,。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(shè)計是否有吸收了 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(shè)計要更好一些,。

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，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)含量絕對是很高的，特別是CRB 1500 關(guān)節(jié)力傳感器設(shè)計與標定,，還有CRB 1100 安全策略在軟件上的實現(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(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,、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)作機器人,，能與老大拼一拼,，也未可知,。

期待ing~~~~~