大資料文摘受權轉載自機器人大講堂
第二十四屆中國國際工業博覽會于2024年9月24日-28日在國家會展中心（上海）舉辦，機器人展作為工博會重要的組成部分，本次以各類智能機器人為載體，瞄準新型工業化高品質發展的核心技術和重點領域，展現大陸新型工業化高品質發展的核心技術和重點領域，為産業轉型更新提供良好的示範樣闆。
工博會機器人展上，350多個中外知名品牌同框展示，國際工業機器人“四大家族”悉數以大規模展位亮相，其中ABB搬來了不久前被馬斯克提及的“OmniCore運動控制挑戰示範單元”，3台機器人協同完成任務，發那科則攜M-1000/550大負載長臂機器人全球首發。從廠商分布來看，協作機器人和工業機器人平分天下，共同展現着工業制造更新的全新可能性。
值得關注的是，今年工博會現場還專門設定人形機器人專區，10家國内領先的人形機器人企業展現人形機器人在智能制造各環節的應用場景，還有仙工機器人、埃斯頓機器人、節卡機器人等傳統機器人制造商展示最新研發的人形機器人新品，展現了當下機器人企業對于新技術的重視度和密切跟蹤。
大負載機器人成競争焦點
大負載機器人成為本次工博會機器人展的亮點之一，重載機器人作為高端裝備制造領域的重要助力，在汽車制造、航空航天、重型機械、物流倉儲等關鍵行業的應用日益廣泛，其應用場景展現出前所未有的廣闊前景。相對于正常工業機器人而言，重載機器人為了實作高速、高精度、高負載等典型性能需求，對控制系統的性能提出了更高的要求。本次工博會，多個品牌紛紛展示大負載機器人，國産大負載機器人正與國外實作同台競技。
國産龍頭埃斯頓機器人本次就展示了ER500-3200-PL重載碼垛機器人，該機器人基于埃斯頓全新的500平台設計，采取高剛性機械結構，最大運動半徑3200mm，搬運重量高達500kg，門型節拍3.044s，能滿足所有碼垛應用場景的極緻需求，已經應用于酒水，食品，化工等碼垛的行業應用，同時，埃斯頓“重載工業機器人”還成功入選工信部《首台（套）重大技術裝備推廣應用指導目錄》，是重載碼垛領域外資品牌國産替代的高品質選擇。
另外機器人大講堂還關注到，一家名為柴孚機器人的中國企業，推出了令人震驚的2.4噸負載重載機器人，宣布打破現有中國工業機器人的負載能力上限。這款機器人基于其力克RV減速器和柴孚系統，柴孚伺服系統研發，專為極端工況設計，無論是在制造業、物流領域，還是在建築和采礦等重工業場景，這款重載機器人都能輕松應對。據悉，柴孚機器人也是中國唯一能與納博特斯克直接競争全系列RV齒輪箱産品的公司。
更大負載也是協作機器人廠商創新的重要方向。由于大負載拆垛/碼垛等既要求人機協作，又需要大負載的應用，為了進一步開拓相關應用市場，廠商不斷突破負載極限已經成為必然，是以大負載協作機器人開始成為工業制造領域的重要組成部分，本次工博會，不少廠商展示更大負載的協作機器人。
節卡機器人就推出了40kg大負載工業協作機器人JAKA MAX40，該機器人采用高內建、大中空大功率關節模組，内部搭載基于EtherCAT和SiC的高性能子產品化驅動器，以及高性能緊湊型主要制器，在保證40kg有效負荷的條件下，機器人運作能耗下降40%，控制精度提升25%，裝配測試時間減少約30%能源效率以及開發性上升到了全新台階，該機器人也榮獲今年CIIF機器人獎。
遨博機器人推出35kg協作機器人，該機器人本體重量155kg，從外觀上保留了協作機器人的構型，這也是遨博首次在協作機器人上使用RV減速機方案，一二關節的RV減速機使得該機器人具備高剛性，同時得益于自研高功率低壓伺服電機，很好協調了機器人控制能力以及負載、穩定性等名額。
達明機器人重磅推出大負載新品TM30S，該機器人最高達35kg負載及1702mm的臂長，搭配智能視覺及AI技術，可搭載3D 相機，快速辨識箱子體積及位置。此外，還有大族機器人、中科新松、艾利特機器人也是多可全系列産品一齊上陣，負載從3公斤一直延伸到35公斤，展現出了持續的大負載開發能力以及應用于焊接、打磨等工藝領域的潛力。
重載機器人受歡迎背後的原因在于，2024年中國的機器人市場規模持續擴大，中國廠商走向高品質發展，技術不斷進步，機器人産品成本效益提升，開始更多地滲透到更多領域之中，重載作業領域已經成為廠商實作差異化，展現核心技術優勢的焦點，具有更強控制能力的大負載機器人成為企業希望拉開差異的勝負手。
應用逐漸走向高端化
增加高端産品供給也是本屆工博會機器人廠商展示的重點。
在2023-2024年，受益于智能制造和機器換人政策驅動，3C、光伏、锂電、汽車、電子、金屬制品等高端制造業需求旺盛，中國本土廠商憑借輕中型負載的機器人快速崛起，大部分外資廠商在華銷量均呈下滑态勢。從細分産品資料看，除多關節機器人外，主要是SCARA、協作機器人、DELTA的國産化份額均超過50%，其中，協作機器人國産份額接近80%，SCARA國産份額突破50%。
從應用來看，國産輕負載機器人主要在新能源汽車、光伏等在已形成較大機器人規模應用的行業中應用逐漸廣泛，從全國組織機構統一社會信用代碼資料服務中心統計資料來看，截至2024年8月31日，大陸制造業企業總量達到603萬家，其中與戰略性新興産業有關的企業51.53萬家，占制造業企業總量的8.55%，證明了這部分市場正在快速擴大。
龐大的市場需求下，國産機器人從原先的碼垛搬運等要求精度不高的工藝，開始重點推進新能源汽車、光伏等行業領域重點産品的研制及應用，拓展機器人産品系列，提升性能、品質和安全性，并着力開發和推廣機器人新産品，開拓高端應用市場，深入推動智能制造，推動了産品朝着高端化、智能化發展。
本屆工博會上可以看到，不少企業展示面向汽車、航空航天、軌道交通等領域的高精度、高可靠性的焊接機器人，面向半導體行業的自動搬運、智能移動與存儲等真空（潔淨）機器人，具備防爆功能的民爆物品生産機器人，還有面向 3C、汽車零部件等領域的大負載、輕型、柔性、雙臂、移動等協作機器人，同時，可在轉運、打磨、裝配等工作區域内任意位置移動、實作空間任意位置和姿态可達、具有靈活抓取和操作能力的複合機器人也成為企業關注的焦點。
不少企業針對特定細分場景、環節及領域，如光伏、冶煉、鑄造、钣金、五金等細分領域，開發出抛光、打磨、焊接、噴塗、搬運、碼垛等關鍵環節工藝，形成專業化、定制化解決方案并複制推廣，同時國産企業還積極打造特色全球化服務品牌，形成了國産替代過程中的競争新優勢。
産品創新不止
本屆工博會在協作機器人領域，中國企業占了絕大多數，可以發現，中國協作機器人愈發敢于同台秀實力，除了展示協作機器人各類工業制造應用示範之外，也推動着協作機器人創新。
除了大負載機器人，部分企業将協作機器人的創新重點放在效率和可靠性上。例如長廣溪機器人，本次展示了車規級“工控+工藝”智造能力，展示了C、G、X三大系列車規級協作機器人産品矩陣，車規級标準通常比工業級标準更為嚴格，涵蓋了耐久性、可靠性、安全性等多個方面，強調工藝與控制的緊密結合，是協作機器人的再進化。在汽車制造領域，由于車規級協作機器人具有高效、精準、靈活、安全等優點，能夠更好用于焊接、沖壓、塗裝、裝配等工藝流程，很大程度上提高了汽車行業的生産效率和産品品質。
除了大負載，另外一個趨勢則是，大多廠商開始展示防水防爆特性。例如艾利特、法奧機器人、大族機器人都有相關防水防爆特性展示，這種特性為機器人進入惡劣環境作業打下了基礎，是企業深度開拓化工、打磨等場景的重要展現。
除了專注工業，零售和教育也是企業深耕行業應用，拓展新興場景的重要方向。機器人大講堂注意到，在2023年10月傳出收購消息後，本屆工博會Franka機器人首次以思靈機器人集團成員身份亮相。一直以來，Franka機器人憑借簡便的程式設計接口和強大的開放性使得其能夠輕松适應大規模的機器學習和深度學習模型訓練，成為研究者們進行前沿科技探索的強力工具。本次工博會，Franka機器人表示，未來将瞄準教育等市場，堅定面向廣大開發者提供更智能、更簡單易用的智能機器人，通過在全球化戰略布局，持續以尖端技術引領行業高品質發展。
在國産機器人快速發展的背後，得益于國産機器人廠商補齊産業發展短闆，推動産學研用聯合攻關，補齊了專用材料、核心元器件、加工工藝等短闆，提升機器人關鍵零部件的功能、性能和可靠性提升。控制器等國産核心零部件的快速進步是機器人領域快速超越的關鍵。
本次工博會，除了有綠的諧波等廠商展示諧波減速機外，還有在重載機器人應用的RV減速機領域，目前國産廠商正在積極發力，研發 RV 減速器和諧波減速器的先進制造技術和工藝，提高減速器的精度保持性、可靠性，降低噪音，實作了規模生産。類似美的工業技術展示MRV減速機-N系列在精度保持性和耐沖擊方面已經有了大幅提升，而環動科技也展示了重載高精密擺線減速機SHPR-H系列，該系列減速機采取輕量化設計、原材料定制，具有精度高、背隙小、效率高等優點，可覆寫3kg-1000kg機器人需求。
不僅僅是機器人本體，不少工業機器人本體廠商還在積極開發機器人控制軟體、核心算法等，持續優化高性能伺服驅動控制、伺服電機結構設計、制造技術、自整定等技術，研制高精度、高功率密度的機器人專用伺服電機及高性能電機制動器等核心部件，提高了機器人控制系統的功能和智能化水準，或者借助視覺、傳感器等産品，讓國産機器人在大負載的同時，精度、柔性化同樣保持了可觀水準。
例如跨維智能、微億智造、梅卡曼德等廠商展示的最新具身智能方案，就已經嘗試将大模型技術與視覺技術深度融合，并與機器人廠商實作底層控制方面的合作，進而讓機器人展現出了更智能、更靈活的特征，成為國産機器人高品質發展中的一抹亮色。
外資品牌控制能力再加強
本屆工博會上，我們看到外資品牌展位上，也展示了機器人在整體負載和控制能力上的新突破，同時，能耗也是本次外資品牌希望凸顯的亮點。
例如ABB機器人帶來全新IRB 7710和IRB 7720系列子產品化大型機器人産品，這兩款産品采用OmniCore™控制技術，比傳統控制器更強大，能讓多台機器人以高達1600毫米/秒的速度和重達620千克的負載運作時，可以實作一流的運動控制，路徑精度能夠精确到0.6毫米，節拍時間縮短25%。借助其能量回收技術，兩款機器人還相較原先可節約高達30%的能耗，适用于汽車、通用工業和物流等行業。
例如發那科機器人進行了800kg大負載碼垛作業展示，一款名為M-410/800F-32C的新型大負載碼垛機器人針對包裝行業和物流行業高效搬運需求，采用高度降低的緊湊型底座，提高機器人安裝表面高度的靈活性，提升了最大負載和最高速度能力。除了負載，發那科也希望展示大負載下的機器人控制能力，例如現場這款M-1000/550F-46A大負載長臂機器人擁有550kg的大負載，以及4.6m可達半徑的大運動範圍，現場展示了攜帶大型噴頭進行自動噴淋作業，從業人員介紹，這款機器人非常适用于新能源汽車輕量化零部件的制造，将進一步協助提升新能源輕量化車身的生産效率。
例如安川展示了一款負載高達1000kg的新型6軸SCARA機器人ME1000，這款機器人安川希望優先在锂電及新能源制造行業中提高産線效率，這領域既需要效率又對于産品精度提出更高要求，配合安川自研資料平台系統YASKAWA Cockpit，ME1000能實時分析生産節拍，最适化生産路徑，節能增效，助力企業邁向智能制造新征途。
還有例如庫卡除了基于KR C5 micro-2最新控制器推出了最大負載能力可達 60kg的SCARA機器人之外，還将目光放到了地面上，推出了一款額定負載3,000kg的全向重移動機器人，這也是面向全球市場推出的一款融合雷射SLAM和二維碼導航的重載AMR，具備高通行性、高相容性、高柔性和高可靠性，能對汽車、锂電、光伏、航空及工程機械等行業場景應用提供助力。
我們看到，四大家旁邊，納博特斯克和住友機電兩家企業的精密減速機憑借較強的可靠性以及穩定性，展位依然吸引着人們的目光。例如住友HECY系列減速機使用高強度樹脂,材質剛性為普通樹脂的6倍，重量僅為270g，但剛性和精度領先于同行。現場住友展示的還有其W和C系列RV減速機，這兩款減速機結構上進行創新設計，電機軸可插入至減速機内部，總長大幅縮短，而且在傳遞損失、減速比、額定扭矩等方面都有着相當的優勢，同時住友也嘗試開發出更多減速機+電機的組合，展現了外資品牌的創新力。
更底層的控制平台是外資能夠持續在控制領域創新的基礎。例如ABB基于新一代機器人控制平台，全新推出了Ultra Accuracy（超高精度功能選項）領先功能，該功能不僅可以應用于工業機器人，使其在路徑規劃和精度方面原創同行，還能為ABB GoFa™協作機器人系列提供卓越的運作精度和速度，與市場上的其他協作機器人相比，其路徑精度提高了10倍以上，支援電子、汽車、航空航天和金屬加工行業的精密制造。
可以發現，在大負載領域，雖然國産機器人近年來不斷追趕，但與國外仍存在部分技術差異，尤其在脫離碼垛和搬運工藝後，在高速路徑規劃和控制等方面，能夠大負載進行攪拌摩擦焊等高端工藝的工業機器人依然是外資品牌的強項。然而，今年中國品牌大負載機器人的快速崛起，正成為中國機器人領域全面技術追趕的一個縮影，未來非常有望超越外資真正做到彎道超車。
結語與未來
一直以來，工博會都是全球工業機器人領域企業參與數量最多的全産業鍊展覽平台，被業界譽為中國機器人産業發展的風向标。人形機器人作為近年來的亮點，本屆工博會也有一個人形的新展區，專區邀請到包括钛虎、宇樹科技、卓益得機器人、裡工實業、天鍊機器人、偉景機器人、優寶特等國内領先的人形機器人企業參展并帶來最新研究成果。
除此之外，本屆工博會還有仙工智能、埃斯頓酷卓的人形機器人産品展示，從高精度伺服電機到先進的傳感器陣列，從強大的Ai算法到靈活的機械結構設計，這些人形機器人展示了如何通過軟硬體的深度融合，實作高度自主的運動控制、環境感覺與智能決策。但是在工業場景落地上，暫時我們還沒能見到人形機器人與工業結合的展示，希望能在下屆展會中能夠有企業率先實作突破。
十年來，從工博會展示的國産機器人企業數量來看，大陸機器人産業實作了“從小到大”“從大到強”的曆史性跨越，産品種類愈發豐富，大跨步邁入高品質發展階段。如今，大陸已成為全球最大工業機器人市場和生産國，為全球發展貢獻着中國力量。
本屆工博會，可以發現，國産機器人廠商紛紛瞄準大陸新型工業化發展的核心技術和重點領域，圍繞新興産業和未來産業融合、現代服務業與先進制造業深度融合，推出一批具有核心競争力的前沿技術、産品和應用成果，猶如一個新質生産力“秀場”，為産業轉型更新提供示範樣本。
展望未來，随着大陸不斷加強機器人基礎研究、關鍵核心技術攻關,完善“機器人+”應用體系,未來大陸工業機器人必然将更進一步服務于智能制造，為中國制造業的高品質發展貢獻更大力量。
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