2024年以來，在折疊屏、MR和AR設備等新產品推出，以及換機周期、疊加“以舊換新”補貼政策加碼之下，3C電子行業(yè)復蘇形勢明朗，增長勢頭漸起。受此影響，SCARA機器人銷量曲線正“抬頭 ”。GGII調研統(tǒng)計數(shù)據(jù)預測，2024年，中國SCARA市場銷量預計為7.45萬臺，同比增長8.44%。
 

為滿足3C電子、汽車部件、新能源等行業(yè)更深層次的“國產替代”需求，9月24日，阿童木機器人在工博會上正式發(fā)布了全新“經(jīng)濟型SCARA”機器人系列產品。

阿童木機器人經(jīng)濟型SCARA

相較于“高速SCARA”，經(jīng)濟型SCARA有哪些異同之處？經(jīng)濟型SCARA在性能上表現(xiàn)如何？為哪些應用而生？阿童木機器人在推出新品背后的思考……帶著這些問題，高工機器人進行了一次深入調研。
 

& 先攀登高峰，繼而漫步丘陵

“高速”是阿童木機器人的技術基因和優(yōu)勢所在，以高速并聯(lián)機器人產品起家的阿童木機器人在2022年重磅發(fā)布了“高速SCARA”產品，正式向行業(yè)宣告了阿童木機器人堅定“高速機器人”的發(fā)展路線和向多樣化產品線轉型的決心。
 

彼時，阿童木機器人在深挖新能源頭部企業(yè)需求時發(fā)現(xiàn)，盡管并聯(lián)機器人的速度優(yōu)勢顯著，但企業(yè)更加認可SCARA在高速的同時還能兼具較高的持續(xù)精度。在產線中，光伏串焊、軟包電池極片疊片等環(huán)節(jié)所使用的高端SCARA幾乎被史陶比爾、電裝、安川等外資品牌壟斷，但降本增效壓力之下，企業(yè)也在尋求性價比更高的產品選擇。
 

基于“以客戶需求為中心”的理念，阿童木機器人在深入調研思索后，毅然決定踏上由單一產品向多樣化“高速機器人”產品線的重大轉型之路。
 

國產SCARA機器人已打下中國市場的“半壁江山”。高工機器人產業(yè)研究所（GGII）數(shù)據(jù)顯示，2023年SCARA機器人市場銷量份額中，國產占比58.28%。
 

“阿童木希望依靠更好的產品質量，更高的技術水準去PK頭部外資品牌，進行國產化替代，發(fā)揮國產品牌的更大價值，而不是國產大軍之間的低價互卷。”阿童木機器人副總經(jīng)理吳江峰在接受高工機器人的調研時表示。

阿童木機器人副總經(jīng)理吳江峰

依托在高速并聯(lián)機器人上多年積累的研發(fā)設計經(jīng)驗，以及包括高速運動控制技術、驅控一體技術、本體輕量化設計技術、以及先進的視覺識別及跟蹤技術等領域的深厚技術積淀，加之國內減速機廠商的大力支持，阿童木機器人確保了高速SCARA機器人極具優(yōu)勢的綜合性能，展現(xiàn)出卓越的速度、精度、穩(wěn)定性和智能化水平。
 

最終，阿童木機器人將并聯(lián)機器人的“高速”與傳統(tǒng)SCARA的“高精度”融合，開發(fā)出了國產高速SCARA產品，并進入客戶現(xiàn)場實現(xiàn)對國外品牌的“國產替代”。與市面上傳統(tǒng)的產品并不一樣，其追求更高的速度，最高節(jié)拍達到了240ppm（0.25s)，最高精度±0.02mm。
 

要想開發(fā)出可以對標甚至趕超頭部企業(yè)的高速SCARA產品并非易事。吳江峰在接受高工機器人調研時表示，公司在開發(fā)高速SCARA時主要遇到了三個方面的難題：第一，減速機；第二，驅控一體；第三，輕量化設計。
 

在減速機方面，當SCARA的速度上去了，減速機的使用頻次大幅增加，導致它的壽命急速降低。對此，阿童木機器人聯(lián)合3家減速機上市公司和1家軍工企業(yè)，以及天津大學、北京航空航天大學聯(lián)合攻關，開發(fā)并實現(xiàn)落地生產了一款可以理解為“諧波+RV”的擁有獨特結構設計的減速機。
 

在驅控一體方面，阿童木機器人通過將驅動器與控制器高度集成于一塊集成線路板中，消除傳統(tǒng)方案中存在的通訊延時、通訊不穩(wěn)定等問題。采用驅控一體技術，既提高了SCARA的響應效率，又加強了高速運行中的穩(wěn)定性。經(jīng)過測算，SCARA速度大致可以提高15%以上。
 

在輕量化設計方面，傳統(tǒng)的SCARA機型為保證精度，基本采用了外資品牌的結構設計，本體偏重。依托并聯(lián)機器人的研發(fā)經(jīng)驗，阿童木機器人打破傳統(tǒng)的電機串列式布局設計，改用圍繞二軸減速機的旋轉式布局設計，通過皮帶向前傳遞扭矩，類似不倒翁的底重頭輕的設計原理，三個電機圍繞在中空環(huán)形減速機周邊形成環(huán)形慣量，實現(xiàn)機身輕量化的同時也極大提高了減速機的使用壽命。
 

先攀登最陡峭的山峰，繼而方可漫步丘陵。
 

由上而下，完成難度最高的極致指標的高速SCARA開發(fā)、解決企業(yè)在高難度細分場景的應用、積累了豐富的場景經(jīng)驗后，阿童木機器人進一步開發(fā)“經(jīng)濟型SCARA”去匹配更加多樣化的需求，相對而言就會簡單一些。
 

& 最高節(jié)拍0.36s，使用成本減半

經(jīng)濟型SCARA為滿足產線對高性價比機型的需求而生。大量場景并不需要240ppm（0.25s)極高節(jié)拍的高速SCARA，只需要相對更低的速度，更高的性價比。經(jīng)濟型SCARA共包含M-BD和M-GD兩大系列，十余款機型，臂展覆蓋400mm-1000mm，最大負載為20kg。
 

依托高速SCARA的技術積淀，經(jīng)濟型SCARA在速度與精度上同樣展示出卓越的性能實力，較市面上同等SCARA性能表現(xiàn)更優(yōu)。其標準周期時間達到了0.36s，在同等產品中表現(xiàn)亮眼，據(jù)阿童木機器人的測試，市面上同等機型普遍為0.40s以上。

從工作空間來看，M-BD系列大臂旋轉角度可達±132°，小臂旋轉角度可達±154°，最大可覆蓋直徑1220mm的廣扇形區(qū)域；M-GD系列大臂旋轉角度可達±130°，小臂旋轉角度可達±150°，最大可覆蓋直徑2000mm的廣扇形區(qū)域。
 

瞄準3C電子、汽車部件、新能源等行業(yè)，經(jīng)濟型SCARA可滿足多工位、長距離的搬運、分揀和裝配作業(yè)等場景要求。其典型應用包含：電焊、上下料、部件組裝、鎖緊裝置、切斷裝置、傳送帶跟蹤、視覺檢測、計量分配、物料搬運等。
 

在開發(fā)高速SCARA時，阿童木機器人已突破了輕量化設計、驅控一體等技術難題，在此基礎之上，經(jīng)濟型SCARA開發(fā)的最大難題在于，降配后如何保證產品的性能與運行穩(wěn)定性，實現(xiàn)更低能耗、更高性能。
 

對此，阿童木機器人一方面通過拓撲優(yōu)化、模塊化設計及中空設計等策略減輕結構重量；另一方面，在開發(fā)高速SCARA時，阿童木機器人定制了單軸額定輸出電流最高達到2000W的高轉速電機，經(jīng)濟型則在其基礎上適當降低功率，但仍然比傳統(tǒng)SCARA產品所采用的電機轉速更高，在同等體積和重量條件下實現(xiàn)了更高的轉矩輸出，從而在保持高性能的基礎上實現(xiàn)顯著減重。
 

嚴格進行供應商考核是又一大關鍵，對核心零部件進行批量的老化測試，檢驗是否能保證產品的性能和穩(wěn)定性。以減速機為例，阿童木機器人經(jīng)過輕量化設計后，測試了大量國產廠商的諧波減速機，結合在開發(fā)高速機器人時的經(jīng)驗，定制了一款經(jīng)濟型SCARA專用的諧波減速機。
 

值得一提的是，阿童木機器人基于并聯(lián)機器人多軸耦合聯(lián)動的運動算法經(jīng)驗，對高速SCARA的運動規(guī)劃進行優(yōu)化以得出最優(yōu)路徑，并將其移植到經(jīng)濟型SCARA上。
 

“相較于外資品牌的同等產品，經(jīng)濟型SCARA的售價僅為其一半。”吳江峰透露。一方面得益于阿童木機器人深厚的技術積累和高效的開發(fā)實力，另一方面也是其先進的生產工藝及量產能力的展現(xiàn)。
 

2023年6月，阿童木機器人獲評“江蘇省級數(shù)字化智能制造車間”的先進機器人裝配流水線正式啟用，該工廠SCARA和驅控一體控制柜的年產能達到5萬臺，自動化程度高，可高質量、大批量下線SCARA本體和驅控一體控制柜，配合先進老化測試車間，極大提高生產效率和產品質量，大幅降低生產成本。

絕不僅僅只是售價低，經(jīng)濟型SCARA的綜合使用成本更顯優(yōu)勢。
 

吳江峰向高工機器人舉例，在某德國獨資汽車零部件現(xiàn)場，原設計每條線需要使用6臺外資品牌的方案，因為預算和貨期原因，計劃更換為8-12臺國產品牌進行替換，以確保性能達標。
 

“阿童木SCARA產品有幸參與，經(jīng)過首套測試驗證，我們的應用性能完全不輸國外品牌，最終實現(xiàn)同等臺數(shù)，同等設計方案的直接替換，為國產機器人贏得了客戶的信任，也為阿童木后續(xù)與客戶的持續(xù)合作奠定了基礎。我們想向客戶證明，國產機器人也完全可以做到。”吳江峰在接受高工機器人的調研時表示。
 

不僅如此，阿童木機器人相繼在蘇州吳江、昆山、南京、深圳、成都、新鄉(xiāng)設立子公司或生產基地，供貨及時的同時也實現(xiàn)了“2小時響應*24小時抵達*72小時解決問題”，動態(tài)響應，高效協(xié)同，以最快的速度解決問題。自2021年開始，阿童木機器人煥新品牌形象，并加大市場推廣力度，強化服務力，以雙驅動力為訂單保駕護航。
 

截至目前，阿童木機器人各產品累計出貨超8000臺/套，已服務超千家企業(yè)，業(yè)務遍布全球20多個國家和地區(qū)。
 

& 持續(xù)創(chuàng)新，改變世界

“癡迷投入研發(fā)，我們有點研發(fā)‘瘋’。”吳江峰直言。
 

創(chuàng)立以來的11年里，阿童木機器人始終堅持自主正向研發(fā)與技術創(chuàng)新。在標準機型之外，阿童木機器人還提供差異化定制機型服務，滿足特殊場景應用需求。
 

高工機器人了解到，阿童木機器人當前正在研發(fā)四大新品：1200mm臂展，50kg負載的經(jīng)濟型SCARA；輕載吊裝SCARA；新一代驅控視一體控制柜；人形機器人。
 

1200mm臂展，50kg負載的經(jīng)濟型SCARA將主要用于鋰電行業(yè)，同時也面向食品飲料、家電、汽車零部件等行業(yè)應用。
 

輕載吊裝SCARA主要針對3C行業(yè)，進一步壯大阿童木機器人的SCARA“全家桶”，擴大應用覆蓋范圍。
 

驅控視一體控制柜是在驅控一體和視控一體的基礎之上進行整合。原本的視覺和控制器不是一套語言，阿童木機器人正進行整體語言架構移載，用一套語言進行控制。僅需1個PLC實現(xiàn)驅控視所有功能，同時成本亦可進一步降低。
 

關于人形機器人的開發(fā)，阿童木機器人將重心放置于雙足機器人開發(fā)，目前仍處于初期階段。高工機器人了解到，阿童木機器人正嘗試將并聯(lián)機器人的構型移植至人形機器人的腿部設計。
 

吳江峰表示，傳統(tǒng)直立的串聯(lián)結構之下人形機器人腿部承載力較弱，而并聯(lián)機器人剛度大。若腿部改用并聯(lián)機器人的設計，一方面人形機器人跳起落地時可以展現(xiàn)出更強大的承載力和和抗沖擊能力，另一方面也可以在輕量化設計之下（碳纖維、鎂鋁合金）實現(xiàn)更小的慣量和更強的柔韌性，從而實現(xiàn)更快的走路速度和更大的承載能力。
 

通過持續(xù)創(chuàng)新改變世界，這是阿童木機器人的核心價值觀。“無論困難與否，阿童木機器人都在付諸實踐，想到了就做，盡早做，盡力做。正如，天下事有難易乎？為之，則難者亦易矣；不為，則易者亦難矣。”吳江峰最后說道。