以往，協作機器人因其輕量化、靈活性高的特征，主要被客戶用來處理對負載要求不高的任務，所以相對于大負載協作機器人來說，低中負載場景中協作機器人的應用已經在前幾年便獲得了高速的增長。

但隨著協作機器人的應用越來越廣泛，協作機器人開始從低中負載領域，向大負載領域演進。

**一方面，**面對復雜且對安全性要求高的場景，客戶越來越希望有更高負載的協作機器人來代替人工或者傳統的工業機器人。

**另一方面，**在 SCARA 機器人與工業小六軸機器人的“圍剿”下，競爭激烈的市場倒逼協作機器人廠家去拓展新的應用場景，而大負載成為了協作機器人廠家的新策略。

**中科新松總經理李法設在接受高工機器人調研時表示，**從負載的趨勢來看，從低中負載逐漸向大負載演變主要是受到市場需求的驅動；同時，現在市面上的協作機器人廠家技術也越發成熟，推出來的產品無論是從機構設計還是算法，或者到整個供應鏈，成熟度越來越高，為大負載的出現奠定了基礎。

為什么是“大負載”

協作機器人發展至今，性能正在不斷地向工業方向靠攏，技術發展呈現**“工業協作化”、“協作工業化”**的趨勢。

“未來協作機器人的增長點仍然在工業領域”已成為行業共識，目前市場上協作機器人的主流玩家們正在尋找工業上的增長點，其應用場景也越來越豐富，覆蓋3C、汽車、半導體、金屬加工、醫療、新零售、物流等多個場景。

但在開辟新的領域時，協作機器人廠家們也不約而同地面臨著各種難題。最直接的就是，當協作機器人的負載變大時，性能便會大打折扣，例如效率和穩定性。要保證人員和機器的安全，協作大負載便會被設定在較低的速度下運行。

在李法設看來，一方面從安全性的角度看，當機器人與人或其它設備發生碰撞時，協作機器人就會停止運行，這屬于基于力感知的被動安全響應機制；另一方面，協作機器人其實是從與人完全隔離的工業機器人，逐漸發展到人機相互協作的產品，大負載協作機器人可以借助多模態的傳感器等來主動對環境進行充分的感知，以實現主動安全響應。

“負載的增加影響的不僅是安全性，還有機器人的抖動和精度等問題，協作機器人廠家在進行大負載產品的設計時，不僅要有全局優化的設計理念，也要在軟件及控制算法層面保證機器人的綜合性能。”

同時，協作機器人廠家在剛開始研發大負載協作機器人產品的時候，由于協作機器人剛度偏弱，故而必須在增大負載和擴大臂展之間權衡。

李法設介紹，首先臂展越長，對關節的負載也會越大，同時需要輸出的功率或者力矩也會越大；其次，隨著臂展的增加，極其考驗協作機器人在輕量化設計時的剛度變形問題；再者，臂展的增加會使機器人更加柔性化，會增加機器人控制的復雜度，從而影響機器人的性能。

但在實際的場景中，搬運的物體不僅需要大負載的機器人，同樣也需要機器人擁有較長的臂展。例如，在碼垛的場景中，需要搬運的箱子外形尺寸比較大，使用標準協作機器人存在臂展過短、部署受限等痛點，擁有大負載、長臂展的協作機器人則可以解決上述問題。

可喜的是，隨著技術的迭代，協作機器人的負載范圍也越來越廣泛，**從3kg向 25kg 演進；臂展也越來越長，從618mm 拓展到2000mm，**兩者之間的“生存矛盾”亦得到良好的解決，大負載協作機器人頻繁地出現在人們的視野中。

以大負載產品起家，走出差異化道路

縱觀市場上的協作機器人玩家，在成立初期，大部分玩家瞄準的是中小負載產品，在技術的成熟和場景的需求下，慢慢瞄準大負載產品。

中科新松則是基于特定的客戶場景需求，?從大負載產品起家，慢慢過渡到中小負載產品，走出了一條差異化道路。

李法設回憶，中科新松在2017年便已經看準大負載協作機器人的需求。在彼時的半導體行業，中科新松發現在芯片后道生產工序中，上下料的載具基本是在15kg以上，這就需要機器人具備足夠的負載能力的同時也具備安全性。

基于這個需求，中科新松在2017年開始進行大負載協作機器人的研發，2018年中科新松的20KG大負載協作機器人開始量產，后面又持續推出14kg負載的產品。2022年，看到以碼垛為主的場景對重型物料的搬運需求越來越旺盛，便開始25kg負載產品的研發，直至2023年2月，中科新松25kg負載的產品面世。

**據了解，中科新松推出的GCR25-1800，是DUCO多可?協作機器人G系列中負載最大的一員，有效工作半徑1800mm。**該產品一經推出，便受到了業內的廣泛關注。

從本體重量來看，GCR25-1800采用高集成度模塊化設計，在降低研發和制造成本的同時，盡可能地減少本體重量，自重只有61kg，比20kg負載產品自重輕近10%。

李法設分析，從用戶角度來說，本體自重下降的時候，除了小慣量保證人機協作安全，容易部署，同時能夠保證較高的能源利用率，這是很多協作機器人廠商一直追求比較高的負載自重比的原因。

GCR25-1800可抓取25kg物品，擁有1800mm長臂展，完美適用于重型物料的搬運、碼垛等應用；配套了全新的控制柜，體積相比原控制柜控降低30%，使得GCR25具有極高的靈活性，更適合狹窄空間使用。

李法設介紹，在研發大負載協作機器人時，中科新松首先會做全局優化設計的考量，以此實現工作空間、作業節拍、輕量化等多個設計目標。李法設認為，一體化關節的設計至關重要，在滿足功能設計的基礎上，還要滿足散熱、電磁干擾、防護等級、振動、裝配工藝、可維護性等性能指標，會涉及到電機、驅動器和減速機等零部件，所以在設計的時候需要考慮到產業鏈協同。

為實現中科新松產品的輕量化以及集成化，解決高功率密度的機電控一體化關節高度集成的技術難題，中科新松的一體化關節的集成包含機構綜合、電子電氣綜合、機電控綜合、通訊設計以及熱設計等關鍵技術，建立了電機矢量控制模型、全閉環控制模型、電磁仿真模型、關節動力學模型以及熱力學動態模型等，實現 最大可達3000W 驅動功率。

工作節拍方面，GCR25-1800相比20kg負載的協作機器人節拍提升20%，重復定位精度可以達到±0.05mm，最后，GCR25-1800的操作軟件加載了最新版DUCO CORE操作系統，可集成視覺操控等功能，提升人機交互體驗。

李法設透露，GCR25-1800已經在碼垛、重型物料的搬運場景實現了批量應用。

DUCO Cobot 多可?協作機器人矩陣

當前，在中科新松核心技術的加持以及全局優化設計的考量下，中科新松已經擁有完善的 DUCO Cobot 多可?協作機器人矩陣，負載范圍已經全面覆蓋25kg-3kg，臂長范圍涵蓋2000mm-618mm。豐富的負載和臂長選擇，可輕松應用于汽車、能源、半導體、3C、食品藥品、教育科研等多個行業，為客戶提供更多產品選型和更精準的成本控制，實現效益最大化。

大規模落地來臨？

相較于工業機器人，協作機器人的輕量化設計，讓其安全性更高，且部署難度小。

比如在部署方面。在面向場景部署時，不同的場景有不同的操作對象，協作機器人使用前不需要像傳統工業機器人一樣重構整條產線，可直接對接現有產線。使用中，傳統工業機器人出現故障時，可能導致整條產線的停工。但協作機器人如果損壞，則可以現場快速更換另一臺產品，減少現場部署和調試的成本。此外，協作機器人還可以和AMR結合，拓展應用邊界，擺脫固定在同一個地方的束縛。

可以說，協作機器人的出現，掃除了傳統工業機器人與產線工人之間人機協作的障礙，滿足生產制造的自動化需求。

近年來，隨著協作機器人的玩家越來越多，協作機器人行業開始**從無序逐漸走向有序，**進入了一個新的發展階段。

“相較于工業機器人的發展，協作機器人的發展還處于爬升期。”在李法設看來，協作機器人尚未達到真正大規模的階段。

對此，李法設認為，可以從以下幾個維度出發，加快協作機器人的發展速度。

**一是價格。**目前協作機器人的價格已經相對較低，但隨著場景的不斷細分，未來的協作機器人產品也可能會根據不同的場景逐漸分化出不同的產品，其價格也會有差異。從某種程度上而言，價格的下沉，一定會擴大或者激發更多新場景。

**二是場景。**協作機器人智能化的提升，將有助于協作機器人的使用場景進一步拓展，不僅可以適用于工業場景，也適用于商業、新民用以及家用等領域，這些新場景的開拓為協作機器人帶來更大的想象空間。

高工機器人產業研究所（GGII）數據顯示，預計到2026年，中國協作機器人銷量將突破10萬臺大關，市場規模將突破100億元。

GGII認為，預計未來幾年，隨著技術的進步和產品價格的下行，協作機器人的接受度將獲進一步提升，真正實現量產應用的廠商逐年增加，市場競爭日趨激烈。

“以往談論得較多的是各家都有哪些產品，現在各家關注得更多的是場景開拓。”李法設判斷，協作機器人的競爭已經走向了下半場。

接下來，中科新松將會從兩方面出發，持續提高自身競爭力。

**一方面，持續的深入場景。**面向場景精心打磨產品，讓產品和場景需求的匹配度更高；**另一方面，抓住出海的機遇，**加快海外市場的拓展。目前新松已經在歐洲和東南亞等地區設立了子公司。

李法設表示：“從中科新松的角度看，我們不僅希望在海外進行銷售，還希望與當地的合作伙伴共同實現本地化的‘全球化’，更好的響應海外客戶的需求，加快中科新松海外市場推廣的速度。”






審核編輯：劉清