珞石機器人自推出xMate系列以來(lái)，始終以 "剛柔并濟" 的技術(shù)哲學(xué)推動(dòng)行業(yè)演進(jìn)。最新發(fā)布的xMate CR35系列，不僅將負載能力突破性提升至45kg，更通過(guò)多項技術(shù)創(chuàng )新，構建了新一代大負載協(xié)作機器人的技術(shù)范式。珞石特推出「新品聚焦」特輯，深入剖析xMate CR35系列的軟硬件技術(shù)革新以及帶來(lái)的行業(yè)價(jià)值。
1 物理限制突破：如何實(shí)現"大且靈活"
xMate CR35系列以最大負載能力45kg，最大工作半徑 2246mm刷新行業(yè)記錄，負載能力更強、工作半徑更大的同時(shí)，本體自重相較工業(yè)同類(lèi)產(chǎn)品輕50%，大且靈活，主要在于：
1.1 本體設計
- 輕量化本體：采用自研一體化模塊關(guān)節，攻克了制約協(xié)作機器人發(fā)展的電機、驅動(dòng)器、減速機、雙通道編碼器、傳感器集成的技術(shù)難題，通過(guò)模塊化的設計方式實(shí)現了高集成度以及高度輕量化等通用性能的整體提升；
- 小地腳設計：無(wú)需打地樁，易于在不同產(chǎn)線(xiàn)間靈活安裝、快速部署；
- 控制柜體積小：隨插隨用，本體至控制柜只有一條電纜，連接及部署更方便；
- 支持任意方向安裝：對安裝機架的剛性要求更低，正裝、吊裝、側裝都方便；
隨著(zhù)協(xié)作機器人負載與臂展的增大，協(xié)作機器人的輕量化與剛性之間的矛盾也在增加。伴隨柔性而來(lái)的是，在高加減速、高節拍，對生產(chǎn)效率有高要求的場(chǎng)景中，協(xié)作機器人更容易發(fā)生抖動(dòng)。國產(chǎn)競品一般采用降低加速能力、降低控制增益或簡(jiǎn)單補償等策略進(jìn)行振動(dòng)的改善，犧牲了節拍時(shí)間和跟蹤精度，珞石：
1.2 機械結構優(yōu)化
- 增強機械結構：一二軸采用RV減速機傳動(dòng)，同等載荷能力驅動(dòng)下，本體剛性提升10倍。
- 先進(jìn)的振動(dòng)抑制功能：基于關(guān)節多傳感器融合的振動(dòng)抑制，可進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋的振動(dòng)抑制，進(jìn)而有效降低全速范圍內振動(dòng)與末端抖動(dòng)，不影響節拍和跟蹤精度。
2 運動(dòng)控制技術(shù)：發(fā)揮硬件極限性能
傳統協(xié)作機器人為保證安全性往往會(huì )犧牲速度，而在客戶(hù)現場(chǎng)，尤其是用過(guò)傳統工業(yè)機器人的企業(yè)，希望協(xié)作機器人在保證原有優(yōu)勢的基礎上提高節拍和效率。珞石xMate CR35系列基于OptiMotion與TrueMotion兩大核心控制技術(shù)，使CR35在安全協(xié)作框架內實(shí)現工業(yè)級運動(dòng)性能：重復定位精度±0.05mm，工具端最大速度≤6m/s，軸速度提升20%。同時(shí)防止部件超限制使用，保障長(cháng)期可靠性。
2.1 OptiMotion&TrueMotion
- OptiMotion：以高精度動(dòng)力學(xué)建模與參數辨識為基礎，實(shí)現基于全動(dòng)力學(xué)模型最優(yōu)規劃，保證機器人速度始終追求能力邊界，使軌跡速度有效提升20%。
- TrueMotion：融合了與速度無(wú)關(guān)的路徑規劃技術(shù)、高精度誤差補償與慣量前饋技術(shù)，能夠保證機器人在不同速度下都可以沿同樣的路徑精準運動(dòng)，時(shí)刻保持軌跡精度始終優(yōu)于1mm，所見(jiàn)即所得。
- 動(dòng)力學(xué)參數建模：能夠在充分發(fā)揮電機性能的同時(shí)將電機、減速器等關(guān)鍵部件壽命提升30%，有效防止“小馬拉大車(chē)”，大大降低企業(yè)維護成本。
3 安全系統重構：多重防護體系
3.1 全面、領(lǐng)先的安全功能
- SIL3等級獨立安全控制器：獨立的控制柜提供了更加豐富的IO資源與更加靈活的可擴展性，內置安全控制器，獲得TüV認證，功能安全滿(mǎn)足ISO 13849-1:2015標準，達到PL d,Cat. 3等級。
- 雙冗余安全架構：雙絕對值編碼器和雙通道傳感器實(shí)時(shí)監控機器人數據，杜絕傳感器和控制器失效引發(fā)的安全事故。
- 21項TüV功能安全認證：充分滿(mǎn)足ISO-15066中人類(lèi)與機器人并肩工作的安全認證要求。
- 吸合摩擦式抱閘：制動(dòng)距離比傳統插針式抱閘減少80%，能夠有效應對突發(fā)情況，斷電不下墜。
3.2 智能防護策略
- 多級安全區域防護：用戶(hù)可自定義若干安全區域，如減速一區、減速二區、安全停止區，機器人進(jìn)、出安全區域時(shí)，選擇性觸發(fā)預設的安全行為。
- 機器人工作區域防護：用戶(hù)可任意指定關(guān)節/末端工具的運動(dòng)范圍，保證機器人在“虛擬墻”內運動(dòng)，不逾越用戶(hù)指定邊界。
- 碰撞安全防護：基于精細動(dòng)力學(xué)模型的碰撞檢測算法實(shí)時(shí)檢測機器人受到的外部碰撞力，并及時(shí)停止、回退，以保護機器人、設備及人員安全。
4 易用性提升：降低使用門(mén)檻
4.1 零編程、免示教、無(wú)門(mén)檻
- 圖形化編程：圖形化、向導式參數設置和編程界面，人機交互友好，可大幅降低機器人編程難度，無(wú)需專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗也可快速上手操作。
- 豐富工藝包：支持碼垛、光伏、料盤(pán)等多種工藝包。
碼垛工藝包：內置預配置碼垛方案，無(wú)需編程，按照圖形化界面引導即可快速配置，一鍵運行，還可以輸入產(chǎn)品、托盤(pán)等尺寸自動(dòng)生成垛型和碼垛路徑；
光伏工藝包：支持插片、排版、搬運等工藝，可大幅降低終端用戶(hù)的操作難度，便于設備批量部署復制；
料盤(pán)工藝包：通過(guò)工藝包完成料盤(pán)工藝參數設置，自動(dòng)生成工件點(diǎn)位數據，結合專(zhuān)用指令，大幅降低料盤(pán)場(chǎng)景編程難度和工作量。
5 結語(yǔ)
當《哪吒之魔童鬧?！芬园賰|票房震撼世界影史時(shí)，背后是中國動(dòng)畫(huà)人用40年時(shí)間完成了從代工描線(xiàn)到建立東方美學(xué)體系的逆襲。從這一歷程中，我們看到了另一種令人振奮的共鳴 ——珞石等四家國產(chǎn)機器人廠(chǎng)商躋身全球 TOP10，背后是十年間始終堅持做 “難而正確的事”，是對核心價(jià)值的執著(zhù)堅守。每一次新品的發(fā)布迭代，更新的不只是復雜的參數矩陣，更是如同風(fēng)火輪般的追趕超越速度。每一次算法的優(yōu)化，都在加速著(zhù)國產(chǎn)機器人邁向世界前列的步伐。
2023-2024年工業(yè)機器人出貨品牌份額TOP10
根據MIR DATABANK最新數據，2024年國產(chǎn)工業(yè)機器人廠(chǎng)商市場(chǎng)份額突破52.3%，珞石等4家國產(chǎn)廠(chǎng)商躋身全球TOP10行列，而在2017年，中國僅有1家廠(chǎng)商進(jìn)入TOP10。
然而，征程漫漫，前方仍有諸多艱難挑戰，我們需以堅定的信念和不懈的努力持續拼搏奮斗。我們期待看到的不僅是國產(chǎn)機器人的崛起，更是一個(gè)古老文明在智造時(shí)代的涅槃——正如哪吒以蓮花重塑真身，中國智造也必將在核心技術(shù)自主化的烈火中，淬煉出屬于自己的工業(yè)金身。
