跟機(jī)械臂模仿人類的手臂一樣,機(jī)器人末端夾爪(也稱末端執(zhí)行器)模仿的是人類的手,機(jī)械臂+夾爪才是人類完整的手臂。
隨著工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展以及機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,機(jī)器人夾爪的應(yīng)用邊界不斷開發(fā)。目前的機(jī)器人夾爪不僅能夠自主判斷物體形狀和大小,還能實(shí)現(xiàn)對(duì)各種不同的物體的抓取,從豆腐、蛋糕、玻璃、雞蛋、書本和紙張,能抓能放已不再是難題。
當(dāng)機(jī)器人擁有了跟人類一樣靈巧的手,這也意味著,人類的雙手將在更多的場(chǎng)景中解放出來。
后知后覺的機(jī)器人夾爪市場(chǎng)
跟工業(yè)機(jī)器人一樣,目前的國內(nèi)機(jī)器人夾爪市場(chǎng)經(jīng)歷過前期幾乎被外資產(chǎn)品完全壟斷,到現(xiàn)在慢慢的追趕國外產(chǎn)品,到未來乃至超越。
目前,全球較為成熟的夾爪生產(chǎn)公司均以歐美日公司為主,產(chǎn)品做的很先進(jìn),實(shí)力較強(qiáng)的公司有OnRobot、派亞博、SCHUNK、FESTO、RIGHTHAND Labs、ROBOTIQ、SMC、SoftRobotics、Grabit、IAI等。
中國的夾爪市場(chǎng)從2016年開始進(jìn)入人們的視野,借著工業(yè)機(jī)器人這幾年的大爆發(fā),國內(nèi)夾爪市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了從0到1的跨越,甚至在某些方面超越了國外產(chǎn)品。
也是從2016年開始,不少廠家瞄準(zhǔn)這一細(xì)分領(lǐng)域發(fā)力。
成立于2016年的大寰機(jī)器人,至今,大寰機(jī)器人先后完成數(shù)百萬元天使輪與千萬元級(jí)Pre-A輪融資。其先后成功研發(fā)了AG-95L兩指、DH-3三指、AG-90兩指自適應(yīng)夾爪、PG-50平行夾爪先后研發(fā)成功,并于2018年初實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)推向市場(chǎng)。
也有一些國內(nèi)廠家突破材料的限制,推出軟體手。
軟體機(jī)器人SRT成立于2016年,為國內(nèi)第一家推出軟體手的企業(yè),先后完成天使輪、A輪融資。其通過對(duì)柔性材質(zhì)變形機(jī)理的研究,設(shè)計(jì)出一款柔性抓持器,單一爪手即可以抓取不同尺寸、形狀和重量的工件。
另外,同樣做軟體手的柔觸機(jī)器人,經(jīng)過對(duì)基礎(chǔ)材料進(jìn)行了改良,在高分子基體材料中,加入了納米添加劑,提升了現(xiàn)有柔性材料的拉伸強(qiáng)度和耐磨性。
作為國內(nèi)最早研發(fā)電動(dòng)夾爪企業(yè),慧靈科技利用自身全套技術(shù)解決方案的優(yōu)勢(shì),從電機(jī)設(shè)計(jì)、編碼器設(shè)計(jì)、伺服控制、本體設(shè)計(jì)到運(yùn)動(dòng)控制,將電動(dòng)手爪的性價(jià)比做到極致,價(jià)格做到1000-2000元。
除此外,還有庫柏特、鈞舵機(jī)器人、拓德機(jī)器人、因時(shí)機(jī)器人等廠商也推出了各式各樣的柔性夾爪。
市場(chǎng)分散,但總量大
從整個(gè)工業(yè)機(jī)器人使用情況來看,機(jī)器人抓取和堆放操作占機(jī)器人使用總量的60%,機(jī)器人夾爪是完成機(jī)器人工作的重要工具。
雖說夾爪是機(jī)器人重要組成部件,但國內(nèi)卻鮮有企業(yè)專門對(duì)其進(jìn)行研發(fā)生產(chǎn)。究其原因,一方面由于夾爪市場(chǎng)很難標(biāo)準(zhǔn)化,另一方面,價(jià)格高也是限制夾爪市場(chǎng)發(fā)展起來的因素。
中高端夾爪動(dòng)輒十幾萬的價(jià)格,即使是常用的平行兩指電動(dòng)夾爪,國外產(chǎn)品價(jià)格也上萬,對(duì)用戶來講,投資太高,回報(bào)周期長(zhǎng);而國內(nèi)價(jià)格也不低,如SRT的軟性夾爪目前售價(jià)在幾百到上萬不等,大寰機(jī)器人的兩指夾爪普遍在萬元級(jí)別以上,這是限制夾爪的應(yīng)用和發(fā)展一大問題。
夾爪價(jià)格高主要因?yàn)槠洚a(chǎn)品應(yīng)用于科研領(lǐng)域,均采用高端技術(shù)與高端材料,制作生產(chǎn)成本偏高;在應(yīng)用上與企業(yè)生產(chǎn)契合度較低,未形成量產(chǎn);再加上進(jìn)口和壟斷市場(chǎng),導(dǎo)致國內(nèi)夾爪成本愈發(fā)高昂,這對(duì)于企業(yè)、高??蒲性核鶃碚f無疑是巨大的負(fù)擔(dān)。
而在應(yīng)用方面,由于被抓物體種類不同,有些時(shí)候需要開合大小、抓力、手指形狀等適應(yīng)應(yīng)用與被抓物體形狀,所以相對(duì)來說會(huì)很難標(biāo)準(zhǔn)化,導(dǎo)致無法像減速器、控制器、通用機(jī)器人那樣大量出貨,限制了行業(yè)快速發(fā)展。
事實(shí)上,夾爪市場(chǎng)本質(zhì)上是分散的,但總量很大。在應(yīng)用案例中,一臺(tái)機(jī)器人平均需要配套一個(gè)夾爪。因此,系統(tǒng)集成商都會(huì)根據(jù)項(xiàng)目需求來選用或者自主設(shè)計(jì)夾爪來配套在方案中,只是根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景不一樣而每家的研發(fā)側(cè)重點(diǎn)各異。
所以,現(xiàn)在的夾爪除了專業(yè)的第三方外,有集成商自己在開發(fā),也有本體在研發(fā)的,市場(chǎng)較為分散。
夾爪市場(chǎng)大有可為
雖然說,國內(nèi)的夾爪市場(chǎng)不管是在專業(yè)廠家數(shù)量上還是產(chǎn)品豐富上,較前幾年都有所突破,但在應(yīng)用上,目前,市面上傳統(tǒng)的氣動(dòng)夾爪應(yīng)用居多。
一方面在于氣動(dòng)夾爪因成本較低,產(chǎn)品型號(hào)豐富;另一方面,也是傳統(tǒng)的氣動(dòng)夾爪已經(jīng)滿足了目前市場(chǎng)的需求,畢竟夾爪市場(chǎng)的發(fā)展是依附于機(jī)器人行業(yè)。
有一點(diǎn)可以確定的是,隨著中國智造的不斷推進(jìn),更智能的機(jī)器人將被應(yīng)用,作為機(jī)器人的最佳搭檔,夾爪將大有可為,更柔性的夾爪將被需要。
另外,隨著協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用市場(chǎng)不斷打開,也有望帶動(dòng)夾爪市場(chǎng)的起量,因?yàn)閰f(xié)作機(jī)器人主要面向輕量環(huán)境,和夾爪的應(yīng)用場(chǎng)景相匹配,反過來,創(chuàng)新的夾爪也拓展了機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域。
易于擴(kuò)展、配套要求低、功能性與場(chǎng)景適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)的電動(dòng)夾爪的使用將會(huì)成為一個(gè)趨勢(shì)。
此外,軟體抓手的出現(xiàn),對(duì)異形件、容易劃傷、印痕破損等產(chǎn)品的抓取成為可能,極大地打開了夾爪市場(chǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域。
事實(shí)上,這兩年,多產(chǎn)廠家利用新技術(shù),已經(jīng)開發(fā)出了一定標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)器人夾爪。
如,SRT軟體機(jī)器人推出的軟體手能夠自適應(yīng)地包覆住目標(biāo)物體,無需預(yù)先知道其準(zhǔn)確的形狀和尺寸即可實(shí)現(xiàn)抓取,通用性極強(qiáng)。
大寰機(jī)器人研發(fā)的大行程自適應(yīng)的機(jī)器人夾爪通過加大開合行程、調(diào)節(jié)抓持力大小、加入抓取反饋等多個(gè)功能,來實(shí)現(xiàn)抓取多樣化物體,在一定范圍的應(yīng)用內(nèi)做了一些標(biāo)準(zhǔn)化。此外,大寰也正在開發(fā)一款以視覺定位與識(shí)別為引導(dǎo)的夾爪,實(shí)現(xiàn)更為智能的抓取。
隨著視覺、觸覺等傳感技術(shù)的推廣,越來越多樣化的末端執(zhí)行器,新材料的軟體手,結(jié)合傳感器的控制,結(jié)合視覺、觸覺的柔性手,這些手也越來越接近于人手的靈活性,柔性化制造將成為可能。