摘要:自主研发协作机器人及控制技术

调研 | 黄勇 李路遥

撰写 | 李路遥

今年十月,协作机器人先驱之一Rethink Robotics宣布倒闭,再次引发业内对协作机器人的热议。沉舟侧畔千帆过,巨头虽已倒下,整个协作机器人市场的发展却是风头正劲。

协作机器人指的是可以在协作区域内与人直接进行交互的机器人,独立性强,可以与人进行替换。与传统工业机器人相比,协作机器人虽在速度、精度、负载方面存在不足,但具有安全性高、易使用、高度灵活、部署成本低等优势,有其独特的市场空间。

成立于2016年的大象机器人,是一家协作机器人设计、研发与生产厂商,自主研发机器人本体、控制系统、操作系统与软件全解决方案,主要面向汽车零配件行业。

大象机器人创始人兼CEO宋君毅毕业于墨尔本大学机电一体化专业,有多年机器人设计研发经验。团队合伙人在2017年荣登福布斯亚洲地区30位30岁以下商业领袖榜单,团队与产品还获得2018年长江商学院智造创业MBA奖、2018年清华经管创业加速器X-elerator奖、2017年CES中国最具创新产品Top10等。核心团队具有8年以上机器人本体与控制器研发经验,曾供职于博世、展讯、飞利浦等公司。目前团队成员20人左右,主要为技术研发人员。

大象机器人拥有两大产品系列——Elephant系列和Cat系列,两个系列产品均针对于汽车零配件行业,应用场景包括工件上下料、组装、功能测试、打包等。

其中,Elephant系列协作机器人重量大、负载大,针对于较大较重的汽车零配件,如汽车制动系统或汽车传动系统的金属件,如刹车片、火花塞等。Elephant系列的定位是要做成越来越大的协作机器人,目前负载5KG10KG,正在开发15KG和25KG负载产品。

Cat系列是较小巧的协作机器人,主要针对较小的汽车电子零配件,比如汽车雨刮器、力矩传感器、空调面板、方向盘连杆等。

据宋君毅介绍,大象机器人的技术壁垒主要体现在四个方面:

第一,机器人本体自主研发,没有仿制其它产品,刚度和精度比传统的协作机器人更高;第二,控制系统方面,独立设计研发机器人运动学、动力学模块,拖动示教和防碰撞功能更加灵敏,开发的动力学前馈模型和自动参数辨识模型,使得整个机器人更加灵敏和安全;第三,自主研发操作界面,编程界面和交互方式更加简单易用;第四,在客户端,针对汽车零配件行业,除了机器人本身,也进行末端执行器,即末端夹具的适配。

与传统大型机器人厂商如四大家族相比,大象机器人依靠在汽车零配件行业的专业性和适配度建立成本优势。大象机器人长期深入汽车零配件领域,了解工厂需求,通过前期研发和测试,开发出适合各工位的夹具,后期便可在整个行业快速复制。

目前,大象机器人主要客户为汽车零配件行业中的Tier 1 Tier 2供应商。大象机器人一方面通过直销获客,在珠三角和长三角区域,一般可自己提供解决方案。另一方面,也可与系统集成商合作,大象机器人只提供机器人,由集成商进行系统集成,配合打造整套方案。

对于大象机器人自己负责的项目,Elephant系列机器人及其方案单台价格在10万元左右;给系统集成商提供的机器人价格则低很多。目前主要通过系统集成商进行项目实施,项目周期一般在三周到两个月。对于工厂客户,投资回收周期在8个月左右,机器人寿命一般为5~10年。

宋君毅测算,整个汽车零配件行业的从业人数近百万,目前至少有6-8万台协作机器人的替换需求,而每年协作机器人的产量只有几千台,仍有很大的市场潜力。

目前,大象机器人尚处于早期阶段,产品刚成熟,重点是市场推广。大象机器人的产品策略是将大机器人做得更大,小机器人做得更小。市场推广策略是在汽车零配件行业做深,通过与供应链上游厂商合作,建立整个行业的生态,打开应用市场。行业方面,除了汽车零配件,未来还将逐步拓展到3C和教育培训领域。