并联机器人爆发,2019中国工博会机器人展看并联机器人与SCARA机器人大比拼!

发表时间:2019-10-13 10:13

第21届中国国际工业博览会将于9月17-21日在国家会展中心(上海)举办。本届中国工博会设9大专业展,展览规模达28万平方米,2600余家展商精彩亮相,预计买家及专业观众达17万人次。机器人展(RS)是中国工博会旗下以“机器人”为主题的专业展,经过七年多的发展,已成为亚洲最具规模、行业影响力巨大的中国工博会品牌展之一。


   
机      器      人      展
时间:2019年9月17日至21日
地点:国家会展中心(上海)
7.1H中国馆 & 8.1H国际馆
展示规模:56,000 ㎡
参展商数量:300+
新品全球、全国首发:60余款



【看点4】并联机器人爆发,2019中国工博会机器人展看并联机器人与SCARA机器人大比拼!


工业机器人的分类方法有多种,比如可以按照用途(搬运、码垛、焊接、喷涂等)、应用领域(汽车、3C、医药、物流等)、设备大小、负载量等不同方式进行分类。

在当今制造业广泛被使用的工业机器人,如果按照关节(又称:轴)的种类和构造可以大体分为四种:控制简易的直角坐标机器人、运动自由度高的垂直多关节机器人、最擅长装配的水平多关节机器人、运动速度快的并联机器人。因为关节种类和构造不同,可动范围、精度、速度等有所差异,各自擅长的作业从而不一样。在使用机器人之前,要选择最适合的类型。





并联机器人和SCARA机器人都产生于19世纪70年代末80年代初,但是SCARA机器人的概念传播得更快,更早流行起来。早在八九年前据IFR(世界机器人联盟)统计发布的数据,每年有超过1万台的并联机器人被安装使用。然而,近年来,国内并联机器人的发展势头迅猛,在出货量和国产市场占有率两个方面大有赶超SCARA机器人之势。


2018年受制于宏观经济大环境的影响及3C行业的发展速度放缓,国内外工业机器人都受到波及,然而并联机器人的销量却大约有50%多的增长,出货量大致在3500~4000台之间,相比SCARA、六轴等依旧保持了高速增长的态势。并联机器人使用的更多的是食品、医药等行业,相比使用在3C、汽车等行业应用的机器人相对来说,市场行情要好。更有行业相关人士指出,不仅在国内,在马来西亚、越南等地区对并联机器人的市场需求更迫切。


2014-2019年中国大陆并联机器人销量及增速
资料来源:GGII ,前瞻产业研究院整理

再比较SCARA机器人,2018年中国市场SCARA销售量同比增长28.95%,其市场规模为同比增长20.63%,相对没有并联机器人高。2014-2018年期间,应用在3C、新能源行业的SCARA工业机器人年均复合增长率41.66%,远超工业机器人整体销量28.81%的年均复合增速。

2014-2023年中国市场SCARA销量及预测
(单位:万台,%)


数据来源:高工产研机器人研究所(GGII),2019年3月


   


同时,并联机器人的国产化之路也要比SCARA机器人更走在了前面。2015年市场基本由发那科、爱德普、ABB等占据,国产化率在25%左右;2017年开始,国内并联机器人市场占有率达到55%,首次超越外资品牌;至2018年,国产市场占有率已提升至71%。



2016-2018年国内并联机器人国产化率情况
资料来源:前瞻产业研究院整理
                   

   2017-2018年中国市场SCARA机器人市场份额情况(单位:台,%)


数据来源:高工产研机器人研究所(GGII),2019年3月



并联机器人和SCARA机器人因为在产品应用商的一些相似性和交叉领域而形成互替的关系。在以下几个方面进行两者比较。

并联机器人 VS   SCARA机器人

◆◆速度上◆◆
并联机器人和SCARA机器人通常都被使用在高速物料操作作业中。理论上,并联机器人的运动速度要快于SCARA机器人。但在具体的特定于某些应用中,也会有不同的速度差异。如果您正在寻找将产品直接带入工作壳的情况,如果您愿意,在垫顶传送带的长度方面存在一些差异,则并联机器人非常适合这种类型的应用。

如果您必须为应用程序提供更圆柱形的工作范围,例如,如果您要从球形进料器转移产品,或者进行一些装配过程,您必须从更放射状的单元格移动零件,也许是SCARA机器人占据优势的地方。但是,如果您只是进行高速拣选,并且可能从左侧的一个输送机移动到右侧的输送机,并且您正在进行非常线性的移动,那就是并联机器人闪耀的地方。

◆◆负载量上◆◆
SCARA机器人通常更强大,例如,FANUC的两种SCARA型号,分别为3kg和6kg。爱普生的G20,有效载荷为20kg。雅马哈提供大型SCARA机器人,有效载荷可达50公斤。与所有垂直多关节机器人一样,有效载荷主要受电机尺寸和功率的限制。而并联机器人的负载量,通常最大量是3kg或者更少,只有极少的几个品牌能够做到将并联机器人负载提高到6kg以上。

◆◆成本上◆◆
并联机器人处于所有机器人当中的中间位置,一般性会比SCARA机器人贵。并联机器人通常采用850毫米或者1300毫米的设计,电机需要更大些,所以贵一些。但如果是机器200毫米到达的范围,在结构和设计上的成本SCARA机器人要相对便宜些。

◆◆防护等级上◆◆SCARA机器人好在有连接轴,可以将它们封装起来,并且达到IP67,就像并联机器人一样。值得指出的是使用直角坐标型机器人时,很难将所有轴承和导轨都封装起来以达到较高的IP等级。

◆◆精准性和重复性上◆◆
在电子组装和其他高精度应用中,自动化的可重复性是关键决定因素。通常,对可重复性的需求限制了速度的能力。这是因为手臂在每个姿势都需要时间停留,并且在高速移动其质量之后,振动需要时间来消散。这也随着有效载荷和范围的增加而增加。

并联机器人不如SCARA机器人精确。例如,川崎YF03N是一种3千克负载Delta机器人,重复精度为+ -0.1毫米。FANUC SR-3iA是一款负载3千克的SCARA机器人,重复精度为0.01毫米。精度最高的是直角坐标型机器人, 所有控制系统必须做的是移动xyz,它的运动学中没有太多的数学,所以精度非常高。

◆◆安装上◆◆
安装并联机器人的一个挑战是需要一个非常坚固的架空结构,因为它高速惯性非常高,需要在工作空间内采用非常坚固的结构。这样在并联机器人下面有一个大的空间,这是一个好处。SCARA可以安装在墙壁,地板或天花板。另外,当它们放置在传送带上方时,外形会干扰。

它们有一个圆柱形的工作空间,但它们并不像它们周围那样开放。“由于所需的架空结构,SCARA机器人可能更适合更灵活的部署,其中机器人将在更短的时间内重新定位。SCARA机器人是直角坐标型和并联型机器人三者中最紧凑和独立的选择。

总结
并联机器人擅长传送带跟踪任务,通常使用视觉系统来拾取和放置零件,或执行配套、包装或基本的轻量装配任务。由于它们的高速和加速,它们需要很大的空间来设置并需要防护。并联机器人通常比同等级的SCARA机器人更昂贵,但但是由于其较高的拾取率,在某些情况下,一个并联机器人可以管理吞吐量,相当于两个SCARA机器人。

并联机器人自身具有3个自由度,并且在中央平台处添加了额外的轴,这个轴增加了成本,所以成本比同样的SCARA机器人高。由于采用封闭式设计,两种类型的机器人都可以配备洁净室或食品安全操作。SCARA机器人通常具有四个自由度,因为z平面也可以在θ轴上旋转。SCARA通常比并联机器人更便宜,更紧凑,更容易重新部署。它们还能够在z轴上施加更大的力,例如用于插入,紧固或组装任务。



2019年工博会上机器人展上,将有以下厂商带来最新的并联机器人产品

ABB
展位号:8.1H E001




IRB 360具有灵活性高、占地面积小、精度高和负载大等优势。IRB 360系列现包括负载为1kg、3kg、6kg和8kg以及横向活动范围为800mm、1130mm和1600mm等几个型号,这意味着IRB 360几乎可满足任何需求。IRB 360具有运动性能佳、节拍时间短、精度高等优势,能够在狭窄或者广阔空间内高速运行,误差极小。每款FlexPicker的法兰工具经过重新设计,能够安装更大夹具,从而高速高效地处理同步传动带上的流水线包装产品。


发那科
8.1H B233




完全密封结构(IP69K),高压喷流清洗、高速搬运、装配机器人,最大负重3kg-6kg。
动作范围:
M-2iA/3S 直径:800mm, 高300mm
M-2iA/3SL直径:1130mm,高400mm
M-2iA/6H/6HL直径:1130mm,高400mm
应用:装配、拾取及包装、物流搬运、材料加工


安川电机
8.1H B257



适用于高速高精度码垛、取件、包装的多功能工业用机器人。
6轴垂直多关节
负载:3Kg
动态范围:1300mm
控制柜:FS100
用途:搬运、取件/包装


川崎
8.1H F001




Y系列机器人是拾放并联式机器人,其质量和可靠性已成为川崎的代名词。其无轴设计易于维护和编程,具有业界领先的负载能力、伸展距离和速度。
特点:负载 3 kg
     动作范围 ø1,300 × H500 mm
应用:装配、机器管护、物料搬运


Asyril
8.1H C217




Pocket Delta机器人可应用于各种不同的工业领域,尤其是在钟表业中,对微型部件的分类、选择和加工使其得到了充分的用武之地,包括螺钉、铆钉、销钉或齿轮在内,机械机芯里几乎所有零件的装配都可以由其一手解决。医疗技术以及电子及半导体工业领域也是Pocket Delta展露头角的场所。

现在,Pocket Delta被集成在Asyril的柔性送料模块中,还包括了Asycube 50 送料器、视觉零部件检测系统,是一套能对大量零部件进行可靠、快速、精准送料的整体解决方案。


新松
7.1H B125



新松公司自主研发的SRBD系列DELTA机器人共7个型号,机械本体结构分碳纤维、铝合金和不锈钢三种系列,全系列机器人均可选配视觉及旋转功能。

DELTA机器人具有速度快、精度高、刚性强等特点,通过传感器或视觉系统捕捉目标物体,实现目标物体的动态拾取和放置。该设备可广泛应用于装配、包装、物料分拣和搬运等领域。


李群自动化
7.1H D012




Apollo机器人是QKM自主研发的新一代驱控一体化并联型(Delta)机器人配备视觉定位及传送带跟踪管理系统,可对目标的形状、姿态进行识别并准确定位、抓取,且重复定位精度达 0.1mm采用强大的运控技术,使Apollo机器人在高速运动同时动作更平滑、运动更平稳驱控、整机一体化设计,减少外部复杂的走线,并使Apollo重量轻、体积小,大幅度减少空间占用率整体采用封闭式结构。
拥有IP65防护等级,可以更好地防止灰尘和液体的入侵结合QKM完善成熟的各类机器人系统软件,可为合作伙伴提供全面深层的二次开发平台Apollo机器人可统筹控制相关自动化机构单元,由此提供革新的自动化工程控制方式。


勃肯特
7.1H B019




PD-1200 五轴串并混联。本款是一种3P-2R的新型结构机器人,由于该机器人一次作业只对上半曲面进行拾取,故五自由度可以满足作业位姿灵活度要求,与传统的五轴串联结构相比,其刚度得到了很大的提高。


优爱宝
7.1H E160





UIDR70031 DELTA 四轴并联机器人特点:
承载能力强、刚度大;
自动负载比小、动态性能好;
重复定位精度高、一秒钟多个节拍;
无控制箱的机器人,结构简单;
开源代码,开放式平台,便于用户学习及集成。


阿童木
7.1H B110



金刚 PM(Delta PM) 机器人为需要高精度旋转作业的场合开发,旋转精度高于10弧分。金刚机器人能够实现空间位置的平动抓取,适用于圆形饼干,月饼等物料的包装特点。


凯宝
7.1H A241



HD-1300并联机器人
重复定位精度:±0.2mm
负载:3kg
安装方式:吊装


博力实
7.1H F027





BLIZX BX5系列是小型高速5自由度并联机器人,广泛应用于抓取分拣、搬运码垛、装配涂装等工艺场合。优化的平行并联运动学设计,使得机器人结构更加合理整洁、快速及静音。配合BLIZX智能视觉系统,可轻松实现智能化应用。


众拓
7.1H F211


沈阳众拓Delta机器人是典型的基于空间三直线轴的并联机构,相比起其他DELTA机器人厂家,这是一种比较特殊的结构,此结构让我们生产的机器人有以下特点:

由于直线轴本身也是固定在基础板上,所以进一步降低动载荷,从而提高了承载能力;
三个主臂由铝型材定位系统刚性连接组成,使系统刚性更好、自重负荷比小、动态性能好;
重复定位精度高。
可以随意选配伺服电机,减速机,控制系统,视觉识别,气爪吸盘。
更高的性价比。
使用寿命长,操作简化,布线少,占地空间小。




2019年工博会上机器人展上,将有以下厂商带来最新的SCARA机器人产品


史陶比尔
8.1H A233




ESD 系列机器人专为防静电环境设计置地式、置顶式等多种安装方式可选所有线缆和管线都从机器人内部走线,消除了工作区域中的障碍,保证手臂的自由动作封闭式结构精度高、使用寿命长、减少维护。

特点:
史陶比尔自主专利JCS 齿轮减速系统
工作半径: 460 mm
最大负载: 8,4 kg
重复定位精度: ± 0.01 mm
动程: 200 mm (400 mm 可选)


爱普生
8.1H A225




臂长更长、负载更大的紧凑型SCARA一体机T6,通过控制器内置的方式及I/O布线的优化,T6有着结构紧凑、节省空间、安装方便等优势, 相比爱普生传统SCARA机器人,维护更加方便。此外,使用T6降低了用户在设计、安装、运行以及维护的成本负担,从而降低总体成本。

控制器内置结构紧凑,便于安装!内置控制器可降低对安装空间的要求,大大简化初始安装和重新配置的工序。手部I/O 和短而稳定的导线管I/O 端口紧邻手臂末端,便于布线。此外,短导线管设计可以简化外部布线。

无电池马达单元无需电池,减少停机时间,维护方便。马达单元无需电池,仍可将原地位置数据保留在内存中,从而省去了更换电池的麻烦。宽电压支持范围能够在交流电压100V到240V之间工作,也就是说低电压时也可工作。此外,相比传统型SCARA更加节能。


雅马哈
8.1H D015




克服水平多关节机器人与并行链路机器人的缺点、兼具高定位精度与高速性能!YK-TW 采用悬挂结构和大范围的机械臂旋转角度,可以覆盖机器人下方 φ1000mm 的全区域。对托盘和传送带无限制,可大幅促进设备小型化。与并行链路机器人相比,具有更高的重复定位精度。彻底改善机器人内部结构,实现最佳重量平衡。

此外,通过配备针对轻量和高刚度机械臂调节至最佳状态的马达,实现了高精度定位。凭借 Y 轴 (第 2 机械臂) 可在 X 轴 (第 1 机械臂) 下方通过的水平多关节结构,能够以最佳路径实现点位间的移动。此外,通过使内部重量的平衡达到最佳,周期时间与本公司以往机型相比缩短了36%。


川崎
8.1H F001




川崎创新型双手腕SCARA机器人duAro可以和人类在同一空间内进行共同作业。 上下方向的行程从150mm扩大到550mm,可对很深的箱子进行封箱作业,大幅扩大了应用范围。此外,负载从2kg提高到了3kg(双手腕达6kg),增加了可对应的作业内容。

参数:
负载 各手臂 3kg (双手臂 6kg)
轴数 各手臂 4轴
重复性 ±0.05mm


电装
8.1H D008




臂长|480・550・650mm
上下行程|100・200・320・510mm
最大可搬运质量|8kg
标准循环时间|0.28・0.31秒

高速运作实现:最高等级的高速运作。通过提高CPM(每分钟转数),可实现高速长时间运行。
连续运转:实现长时间连续运转。通过提高底座部位的散热性,实现了实际工序中要求的长时间连续运转。
防振控制:通过对机械臂状态的动态控制,可在短时间防止机器人振动。可抑制高速搬运时的振动及残留振动,缩短循环时间。
设置方向自由度提升:通过轴反转、设置方向可转换。可选择地面安装、吊装。


东芝机械
8.1H A218




非常适用于对精密确度要求较高的电子设备和汽车零件等的组装和检测工序。

实现具运动轨迹精确、高速运行和便携性为一体。(循环时间约0.3秒(搬运重量2kg时)、最大载荷5kg、容许惯性力矩 0.06(kgm2))将机械机构设计和控制功能进行全面升级更新、使其为拥有高刚性的SCARA机器人。


IAI
8.1H A215


IXA

业界顶级,标准搭载免电池绝对型编码器,实现了最高速的动作节拍。和我司以往的水平多关节机械手产品相比,IXA系列更低价。

在性能与功能上则比以往产品有大幅度的提高:通过高刚性的设计、最优化的控制设置,大幅减轻了定位停止时的振动。


车乐美
8.1H E200




可选机型:臂长从350mm至1,000mm,共7种机型
备有长度较大的JS550TH(L) (550mm)、JS1000TH(1,000mm)机型。
布线简洁:Z轴采用中空结构,以防止其前端安装的工具与外部设备发生连线缠绕的现象。
原创软件“JR C-Points”:备有可对应拧螺丝/点胶/焊锡作业的专用软件。
客户定制功能:在将作业数据以函数或公式方式完成输入后,客户可根据需要对作业条件等进行设置,从而能够编制客户定制的程序。画面显示可对应10种语言。
可在中文(简体字)、日语、英语、法语、西班牙语、意大利语、德语、韩语、捷克语和越南语之间切换语言显示。   


罗普伺达
8.1H E261




A,B轴合成速度与适用可搬重量 / 合成最大速度6000mm/s的高速与实现最大5kg的可搬重;
动力传达器具的有效布局与通过Arm的轻量化,达到机器人的Low Inertia实现高强性;
通过使用AC Servo Motor,高强性精密感速器, Ball Screw等,实现高速固定度 ;
在所有轴,适用装有Absolute Encoder的AC Servo Motor,则不需要原点返回动作;
机器人 Arm外部全长1配线处理,外观美丽,并由于零件的有效布局,维持与保修更为方便 ;
适用于安装用, Palletizing,移栽用,Sealing等 / 使高可搬荷重类型的产品群多样化。


李群自动化
7.1H D012




驱控一体化设计,集成度高,无电控柜,性能更加强大;
高刚性力臂设计,具备高速度、高精度、低振动特点,更加稳定可靠;
重复定位精度高,配合视觉定位及传送带跟踪管理系统,保证优质稳定的工艺和产品;
结构更紧凑,更加节省空间,保证高产能与效率的同时无需扩张厂房;
工作范围更宽广,运动半径450-650mm,在其运动行程内,保证高效完成动作;
配备QKM软件系统,可根据客户需求进行二次开发,且操作简单,维护方便。


凯宝
7.1H A241



臂长:400mm
额定负载:1KG
最大负载:3KG


拓斯达
7.1H A102




软件运动控制技术:直接用普通工业PC作为载体,将机器人运动控制算法集成在机器人控制软件, 不在使用运动控制卡或者控制器作运动控制中介, 即降低了成本又具有更好的扩展性。

高精度实时控制内核:采用美国I n t e r v a l Z e r o的R T X作为实时差补内核,保证了运动控制差补周期的稳定性和高效性,伺服运行更加平稳可靠。

开放式系统架构:可根据不同行业及客户要求定制特定加工工艺和加控制人机界面,更好的为客户服务,降低使用难度,提高生产效率。

机器人控制与视觉终端合二为一:集成视觉定位和测量功能, 机器人控制器和图像处理控制器集成在一个控制器上。用户可根据需求选择满足特定性能的视觉组件,不需要配置单独的视觉控制器,降低了成本,提高处理的效率,降低数据传送过程中的数据风险。

产品应用:
应用行业:SCARA机器人、广泛应用于3C、塑料工业、汽车工业、电子产品工业、药品工业和食品工业等领域。
应用工艺:搬运零件和装配工作,产品检测等。
应用产品:手机玻璃的上下料,食品的检测。


慧灵
8.1H B010


Z-Arm 2140C/N
Z-Arm是四轴直驱机械臂,根据功能分为协作(C)与非协作(N),适用于轻工业市场的锡焊、搬运、雕刻、打螺丝作业

驱控一体化内置设计,纤薄外型适合层叠操作空间。

替换直线模组的超高性价比,接口开放,不懂机械臂的也可以5分钟上手。可匹配小批量、多种类等需要快速更换产线的柔性化生产。

特点:
负重3kg
臂展400mm
Z轴行程210mm
重复定位精度±0.03mm
末端线速度1255mm/s


本润
7.1H D179


四轴机器人BR-LS6-702S
臂长: 700mm
负载:额定2kg/最大6kg
标准循环时间: 0.5s
安装方式:台面安装
重复定位精度: 第1~2关节±0.02mm 第 4 关节±0.02º

特点:
高精度重复性.大负荷.作业半径广.运动平稳.简单易操作。


关于2019机器人展

在中国这个全球机器人需求量、使用量最大的国家,有着最多国内外机器人品牌、最新机器人技术和产品、最多样的行业应用、最权威机器人大咖们齐聚的最具规模的机器人专业盛会——中国工博会机器人展。机器人展伴随着机器人产业的兴起和发展而发展,从2012年仅仅500平米机器人专区成立发展为今天的56,000平米展示规模、350家机器人相关企业、数十万专业观众的机器人专业展,已成为行业标杆和机器人产业发展风向标。

今年机器人展以“协作、互联,智领未来”为主题,聚焦“人机协作”“5G商用元年互联工业”“长三角三省一市一体化区域联动”“人工智能”行业热点,携手机器人本体厂商、系统集成商、核心零部件及机器人周边配件企业共同展现机器人包含最全最丰富的行业应用的全产业链。


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