UR20是丹麥優(yōu)傲機器人不久前推出的首款面向下一代的工業(yè)協作機器人產品，優(yōu)傲機器人稱其為優(yōu)傲目前性能最佳、工作半徑最長、有效負載最高的協作機器人。
在6月30日，優(yōu)傲機器人大中華區(qū)總裁蘇璧凱（AdamSobieski）圍繞該系列產品在媒體群訪中回答了記者提問。會后，蘇璧凱就機器人大講堂關注的部分技術問題進行了解答。
精度與負載、臂展大多時候是一組矛盾體，市面上許多機器人負載越大，臂展越小，精度也相應越小，一般而言為了提高負載，機器人本體會采用更大扭矩的機電機構從而變得笨重，協作機器人靈活小巧的優(yōu)勢受限，機器人控制難度增大，絕對精度會出現一定程度的降低，但UR20卻體現出了不一樣的特征。
UR20自重（含電纜）為64kg，支持20kg的有效負載，覆蓋1750mm的工作半徑，體積變大的同時卻依然實現了±0.05mm的重復定位精度，同時提高了25%的關節(jié)扭矩、和65%的關節(jié)速度（取決于關節(jié)尺寸），綜合這些參數來看，UR20應該是世界領先，重復定位精度可媲美傳統(tǒng)工業(yè)機器人的新一代協作機器人。
從UR10e到UR20，負載提升了約一倍，臂展提升約450mm，精度卻保持了一樣，那么我們難免會好奇，UR20到底如何實現這種負載、精度、臂展與安全性的均衡？
▍研發(fā)始末與細節(jié)拆解
蘇璧凱解釋道，這是因為客戶對20kg負載的機器人有很大的需求，同時不希望因為負載增大而犧牲其他性能，如何保證“全都要”，優(yōu)傲只能在硬件產品設計和軟件的細節(jié)上下功夫。
機器人大講堂通過與一些工程師溝通了解到，UR20的核心或許在于關節(jié)模組的變革。因為從外觀上來看，UR20關節(jié)軸的過渡連接點不再采用傳統(tǒng)協作機器人的直筒設計，而是在1、6軸處采用了更圓潤的圓柱斜面，2345軸外殼后蓋一方面使得大小模組之間的過渡更加美觀柔順，機械剛度和裝配效率更明顯，另一方面減少了外殼上的孔隙，非常適合電子、食品等對潔凈度要求較高的行業(yè)。
外觀的變化與內里的結構設計有著非常大的關系，在此前有工程師拆解發(fā)現優(yōu)傲機器人模組后端與外殼后蓋連接，大多數機器人這里都有例如急停等許多功能模塊，而本次關節(jié)模組零件減少50%，無疑意味著優(yōu)傲進一步提高了關鍵模組集成率，把包括外殼螺絲在內的多個零部件簡化，使得表面更加像是一體化成型。
輕量化的設計使得一個單相標準電源插座也足以為UR20供電，而無需特殊的電氣連接或昂貴的接線解決方案，這在能耗和應用靈活性上相對傳統(tǒng)工業(yè)機器人無疑更具優(yōu)勢。
安全性是許多人擔心的問題之一。因為負載意味著關節(jié)扭矩需要提高，但為了保證協作機器人的安全性，UR20的軟件增強了運動控制和震動抑制能力，從而在速度和負載提高的情況下，安全性卻沒有損失。同時，為了提升安全性，UR20也重新回到了工業(yè)機器人常用的3PETP安全開關設計。
在采訪中蘇璧凱提到，UR20具有17種可定制的安全功能，包括停止時間和停止距離限制這些獨特的安全功能，同時值得一提的是用戶可利用可編程的安全系統(tǒng)設置安全限制，設定UR20的安全參數以滿足其風險評估要求。
在可靠性方面，UR20在防護等級上達到IP54，關節(jié)模組的簡化意味著關節(jié)穩(wěn)定性更高，機器人的作業(yè)時間可以得到最大化利用，全方位減少機器的停機時間，簡化了維護成本。
此前優(yōu)傲機器人在電機性能上一直有著非常強的優(yōu)勢，采取一體化關節(jié)模組在這種優(yōu)勢上更進一步。蘇璧凱認為，這是由于全世界自動化進程下，機器人新職業(yè)提出降低復雜度的要求，因此，大約三年前優(yōu)傲的研發(fā)部門在綜合了大量客戶意見，并結合了優(yōu)傲積累的豐富經驗以及久經市場驗證的技術，對產品做出了優(yōu)傲有史以來最大的結構重構。UR20是優(yōu)傲深耕機器人行業(yè)17年取得的成果，優(yōu)傲能夠清楚地看到全球客戶對此有迫切的需求。
“從最終結果上來看，UR20產品與過去完全不同，關節(jié)的整體重新設計并新加入關機模組好處在于使UR20的平均速度增加了30%，這意味著客戶的生產節(jié)拍和貨物吞吐量得到提升。”蘇璧凱說道。這使得UR20在裝配等工作上都可以表現出極強的穩(wěn)定性，越來越簡單的關節(jié)設計也可以使制造過程變得更加有趣、簡單。
▍功能帶來的場景改變
硬件與結構上的改變只是其中一個競爭力的體現，優(yōu)傲機器人認為，更多的競爭力在于UR20的場景可控性。例如針對焊接、碼垛、機器看護等不同客戶的需要，UR20可以提供更快的速度，更大的負載，同時能夠保持高精度。為此優(yōu)傲機器人不光是在關節(jié)上進行重新迭代，在軟件上也去做了一些主動震動抑制優(yōu)化以及作業(yè)速度平滑性優(yōu)化，最終實現了自適應末端負載變化。
但這樣做的好處非常明顯，以零件搬運為例，有效負載提升后，便能搬運更重的工件，也可以選擇配置兩個或兩個以上的末端執(zhí)行器，進一步縮短周期時間。20kg的負載能夠滿足大多數搬運的場景，維持高精度則意味著UR20的作業(yè)場景并不局限于搬運，1750mm臂展則意味著機器人運動范圍大幅提升，這解決了市面上大多協作機器人領域大負載卻小臂展低精度的問題。
為了節(jié)省成本，一些企業(yè)會考慮使用一臺機器人來同時用于兩條產線的碼垛作業(yè)從而最大化投入產出比。之前許多企業(yè)曾嘗試做出大負載協作機器人用于跨線搬運碼垛，但由于臂展問題大多會出現箱子體積過大與本體干涉的問題。UR20提供前所未有的運動控制能力，搞定了長臂展的同時解決慣量過大的問題。
臂展越大無疑對于產線部署的靈活度越高，更大臂展無疑可以部署于大型工作場所中，能在間距較遠的重要位置之間作業(yè)，例如在機床行業(yè)，機器人可以將構件從一張機床搬到另一張機床，而無需更多增加機器人的軸關節(jié)。又例如對于碼垛應用，UR20可以伸到標準托盤上，堆放高度可達2米。對于焊接等場景，更大的工作半徑則意味著能夠擴大工作區(qū)域，接觸更大的幾何部件。而精度越高則機器人深入場景的能力越強，因此UR20在點膠、焊接等高精度的場景中的表現也十分出色。
通過軟硬件各個方面的提升，UR20的工具端速度由原來e系列的1m/s提高到2m/s，同時，機器人大講堂了解到，用戶可以把e系列協作機器人的程序/代碼轉移到UR20上，現有的URCap和程序可以在UR20中使用，因為UR20采用相同的PolyScope軟件，現有的UR+認證的URCap也可以用于UR20，這將減少軟件培訓和學習過渡的時間。
▍重新定義協作機器人
關于為什么要從協作機器人概念走向大負載工業(yè)協作機器人？蘇璧凱認為，優(yōu)傲機器人一直在嘗試創(chuàng)造一個人類與機器人共同工作的世界，而非讓人類像機器人一樣工作。因此大負載協作機器人出現的一大原因之一，就是為了彌補傳統(tǒng)工業(yè)機器人在大型汽車制造商、半導體加工、金屬加工、食品與飲料領域無法適應小批量、多品種的快速柔性化生產節(jié)奏，以及難以與工人交互且安全協作的問題。
優(yōu)傲創(chuàng)新性推出UR20這樣一款全新大負載工業(yè)協作機器人產品并不代表著輕量化協作機器人時代將結束，反之，優(yōu)傲一直希望通過全線產品滿足多場景和功能需求。因此對于后續(xù)產品是否繼續(xù)提升具體負載，優(yōu)傲表示將繼續(xù)對此進行觀察最終視客戶需求而定。
“不管未來的產品是否負載比20千克更大，有一點可以肯定的：我們將繼續(xù)重新定義自動化，打造更多像UR20這樣創(chuàng)新的產品，后續(xù)新產品將在未來兩年中與大家見面。”蘇璧凱解釋道。
機器人大講堂了解到，在全球部署超50000臺優(yōu)傲機器人后，優(yōu)傲機器人對中國市場表現出了強烈的必得之心。目前優(yōu)傲中國總部在上海，并在北京、深圳和臺北設有辦事處。為了進一步配合優(yōu)傲在中國的發(fā)展戰(zhàn)略，今年年初，優(yōu)傲已經把上海辦公室搬到了靜安國際中心，占據一整層，新辦公室不僅更大，還新增了應用和測試中心。
未來優(yōu)傲機器人將會在中國持續(xù)招聘應用工程專家等優(yōu)秀的人才，組建一個全球卓越技術中心與優(yōu)傲全球產品管理和研發(fā)團隊緊密協作，確保滿足中國客戶需要的功能，預計下半年招聘速度將進一步加快。
