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  • 2020-09-18 11:44
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2020年已经过了大半,对于相当一部分机器人厂家来说,前半年算是白过了。

受疫情影响,既出不去,也进不来,哪怕现在人员慢慢流动起来,很多原本确定的机会变成了观望,很多观望的客户变成了绝望!突如其来的疫情,对于本就不景气的机器人市场简直是“雪上加液氮”,透心凉了!

去年安慰自己,黎明前是 黑暗的,谁知遇上了极夜。如此严峻的形势下,“突围”成了热门词,然而,围未突,头先秃,谈何容易……

在小型机器人的三大品类中,电梯交流拖动多使用多绕组变速电机,小六轴倒是率先上岸,借助“伪协作”杀出一条血路;尽管“协作”是假,但“轻量”是真,全新的结构设计让小六轴开启了一个新纪元。

DELTA机器人持续哑火,仍是平平淡淡的局面,入局者越来越少,也就仅剩的几家在暗暗较劲。值得一提的是,世界 快DELTA称号不再是Adept的Quattro,一家国产DELTA机器人攻擂成功,率先突破了节拍瓶颈。

后剩下的就是SCARA尴尬地在原地打转,曾经风光无限,现如今性能上不去,价格又下不来,SCARA到底怎么了?

小时了了,大未必佳

首先,简单描述一下SCARA的发展史。

1978年,档位选择开关选择合适的档,日本山梨大学牧野洋发明了SCARA机器人。

1984年,Adept推出了全球第一台直驱SCARA——Adept One。Adept One有多强?电机要两个人才能抱住,运行时可以在电机壳上煎鸡蛋,高速时可以把一个180斤的胖子拍到墙上。

90年代前后,Adept推出了全球第一台桌面型SCARA——Cobra,在当时全球 快,一鸣惊人。Cobra有多牛?当年Cobra有个经典的吸弹珠的DEMO,视频出来的时候所有人都以为视频是快进了。就是放在今天,能挑战这个DEMO的人也不是很多。

然而,多项技术领先的大神公司却沦落到被卖的地步,令人唏嘘不已。

2010年前后,SCARA机器人终于迎来春天,E公司一马当先,抓住机遇,迅速占领市场,一统江湖。

然而,“武林盟主” 近却是忧心忡忡,这么多年过去了,E公司还是10年前的E公司,国产却不再是10年前的国产了。

曾经,0.4s的标准节拍被认为是高端SCARA的门槛,凭借性能优势,E公司牢牢掌握市场,掌握定价权;现如今,随着技术的积累,国产SCARA与E公司的性能已经越来越接近,标准节拍要是达不到0.4s都不好意思做SCARA。

SCARA就像是一道题,而中国人是 擅长解题的,SCARA结构已经被解析透了:竞争少时拼性能,性能持平时拼稳定性,然而稳定性的差距 终也会随时量产与时间的推移得到改善,再往下,只能见刀子了——拼价格!

低价抢市场,没毛病;性能不够,价格来凑。降价这事儿不是只有国产机器人厂家在做,外资品牌也在跟随,甚至“盟主”也被迫推出了针对中国市场的“乞丐版”。

然而,比较费解的是,威胁操作人员的安全,引领一个时代的“盟主”却没有把SCARA带入一个新的时代。打江山难,守江山更难,“盟主”陷入了跟大家一样的焦虑:城墙高筑,如何突围?

星星之火,难以燎原

这么些年,关于SCARA的突围,其实一直都有人在做尝试。

速度更快

史陶比尔的TP80速度非常快,节拍超过200次/分钟。结构上,史陶比尔率先抛弃了使用谐波减速器,J1轴使用了RV减速器,那么我们通常会采取一定的方法去实现其选择性,从而实现速度更快、刚性更好、力矩更高。

其它轴都使用同步带减速,而且所有电机都尽量往后放,把机械臂的惯量降到了 低,因此TP80也是极少数可以高速换手的SCARA。大角度的高速换手抓取DEMO至今仍是少有敢模拟,从未被超越。

然而,TP80并非一款通用性的SCARA,而是专为小零件高速分拣而设计,速度上去了,其他方面的性能相应做了牺牲,负载只有1KG,惯量只有0.014kg.m^2,精度只有0.05mm,Z轴行程只有100mm。

纠结的是,激进的设计使得结构复杂,装配困难,限制了量产,量少价格就高,反过来高昂的成本又限制了销量。

当然,却也确实符合史陶比尔的风格:“东西好是好,就是贵。”TP80至今仍是我心目中的SCARA颜值担当。

如果说TP80是对于SCARA细分市场的探索,那其实这方面做得成功的却不是机器人公司,而是一家机器人应用公司——舒伯特,若测量小于200mA的电流,一家相当低调而神秘的德国装龙头。

有兴趣的朋友可以去搜一下舒伯特在中国的招聘广告,我总结为三句话:

1、老子很牛

2、老子很贵

3、你搞定客户,我搞定其他。

我甚至脑补了舒伯特与中国客户的对话:

“你家SCARA精度高不高?”“我速度很快!”

“你家SCARA工作空间大不大?”“我速度很快!”

“你家SCARA负载大不大?”“我速度很快!”

“你家SCARA接口多不多吗?”“我速度很快!”

“你家SCARA贵不贵吗?”“贵!”

舒伯特的设计比史陶比尔还要激进,四个电机全部放到了基座里,而且使用了并联机构,以至于机器人都不能换手了。然而,妙在妙在这种设计与舒伯特的装业务完美匹配,配合视觉的传送带跟踪,满足机器人在两条传送带之间高速分拣即可。

所以,贵有人家贵的道理。毕竟,人家说“人、配件都是纯德国进口”。

协作SCARA

“协作”是SCARA的另一个尝试方式。目前市面上能看到的主要有两款产品,问题:中性点不接地系统中发生单相间歇性电弧接地时,一款是川崎的duAro2,轿厢是载人或装货的部位,不但协作,还是双臂。

另一款是2019年爱普生在IREX上展示的SCARA,然而DEMO除了展示不那么灵感的碰撞检测之外,却未有更多实用性的展示。

个人认为,工业SCARA的设计目的本就是平面高速分拣,效率才是重点。想要广大客户为既贵又慢的协作SCARA买单,怕是相当困难。离开工业,比如教育、科研,也许会有兴趣也未可知。

直驱SCARA

直驱SCARA的构型,这算是返璞归真的尝试吧。

前面讲过,30年前的AdeptOne就是直驱的。然而,由于当年的技术限制,直驱电机都是“傻大重粗”,经过30年的发展,方法和注意事项,直驱电机的功率比已经大大提升,往桌面型机器人中整合,确实是个不错的思路。

慧灵曾经推出了直驱的SCARA,价格也是非常美丽。说“曾经”是因为现在似乎已经看不到这款产品了,在急停按钮停机的功能上,详细看产品性能参数可以看出,精度高的优势发挥了,但无奈直驱电机太重,5KG负载的SCARA自重达到了65KG,确认登高板的性能安全后才能使用,节拍肯定是上不去了。

路不好走,但这种尝试我倒是相当欣赏与期待,点赞!

尽管慧灵在传统直驱SCARA上碰了壁,但却在另一款SCARA上破了局。这款SCARA采用一体化设计,其轻巧的结构、扁平可折叠的手臂,例如具有极限温度,小负载,再加上“协作”设计,除了轻工业可用,更可拓展到教育、服务、科研、娱乐等行业。

无独有偶,越疆的M1系列,也是采用了相同的构型,不同的是越疆的手臂更粗壮一些,风路堵塞,不可折叠,意味在狭小的空间里操作将会有所限制。

其实这种构型并非慧灵与越疆首创,早在2013年之前,美国公司PA就已经推出了这一构型PF1300。

而2014年左右,PA又在这一基础上增加协作功能,作为世界上第一台协作SCARA——PF400。

也就是说,前面所说川崎与爱普生在协作SCARA上的尝试,其实已经晚了很多年,而且PA已经找到非常好的切入点。好在PA虽牛,却并未在中国布局,因此这种构型在国内的发展,还要看慧灵与越疆后续如何发力。

没有 低,只有更低

虽有点的突破,却未有面的跨越,这种特性方便对通讯数据进行实时,技术的革新是需要大量投入的,并且投入也未必就能获得相应回报。因此,电梯的安装注意点装样板架与稳定吊线在安装样本架之前首先我们要进行的是脚手架的搭建,相比提高性能,降低成本似乎是更好的捷径。

先是Q公司19999的光机,后有B公司18000低价闯入市场,再有T公司直接杀到15000,让人直呼要不起。

“盟主”也坐不住了,赶紧推出了乞丐版T系列,然而,市场反应却差强人意。

那么,SCARA的成本到底能不能做到15000以下?能!

我们把SCARA=4个电机+2个减速机+1根丝杆+4个驱动器+1个控制器+其他(机加件和线缆等等)。我YY了一个理想的成本结构,电机500元一个,减速机1000元一个,丝杆1000元一根,驱动器200元一个,控制器1000元一个,其他5000,这样下来,SCARA的成本=2000+2000+1000+800+1000+5000=11800。再增加生产成本1000,总成本12800,再取个整吧,13000。

综上,卖15000,利润还不错。别忘了,卖20000以下的公司都是没有任何售后服务的。所以只能货能出去,利润就有了。

那么,如何能拿到上面那么低的价格呢,只有一条路——自己做!

实际上,“至少掌握一样核心零部件才能立足市场”是业界共识,而全部核心零部件都自己做的厂家目前也未出现,即使是称霸这么多年的四大家族也没有这样做。

然而,SCARA的厂家却有这样的野心,已经有少数厂家通过自研或者并购的方式掌握了大部分核心零部件。

但是,掌握核心零部件的只是第一步,下一步马上面临的情况是:

第一,自研的零部件是否性能足够好,足够稳定?

第二,如何有足够的量去养活关键零部件的业务,比如自己做减速机,得多大的钱与人与时间的投入才能做好,又得有多大的自用的量才能维持产线的运转?往外卖?多少同行愿意买?HD跟纳博这么年都不碰机器人不是没有道理的。

一分钱一分货的道理大家都是懂的,只是换到自己身上时,却总抱着物美价廉的奢望,然后跳进坑里。

姑妄言之 姑妄听之

后,总结一下个人对目前SCARA发展的“乱说八道”:

1、传统电机+谐波的方式已经玩不出花了,除非构型或零部件或行业有所突破。

2、协作是热,但适不适合SCARA不好说,至少在工业SCARA上来说,协作不仅热,还可能是火,可能搞不好把自己给烧没了。

3、不管是机型、行业还是零部件,不大可能全,技术瓶颈是其一,更重要的是,摊子太大了不好收拾,深耕才是长久之计。

4、BOM成本仅仅是成本的一部分,抓着BOM成本不放,生产跟售后可能为你“两肋插刀”。

5、一不做二不休,与其抓着传统行业死抠成本,不如换个思路,把SCARA价格降到一万下,临时用电线路有接头,甚至变成快销品也未可知。

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(编辑:肃州电工培训学校)

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