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內卷的SCARA

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撰文 | 大頭

趕在國慶之前,ABB又雙叒叕釋出新品了!

這次釋出的是新款的SCARA產品——IRB 920T。ABB第一次釋出SCARA產品是在2015年,釋出的是IRB 910,額定負載3KG,最大負載6KG,正裝;而3年後的2018年,ABB推出了倒裝的SCARA;如今同樣時隔3年,ABB又推出了新品。

內卷的SCARA

從釋出速度來說,SCARA產品線3年一款新品相比國產廠家來說不算快,不過ABB的產品線非常廣,整體來看,釋出新品的速度還是挺快的。

從SCARA的產品釋出上也可以一窺ABB的產品策略。

首先,從負載上,

ABB首先推出的是3KG與6KG負載的SCARA產品。

GGII資料顯示,2020年中國市場負載6KG及以下的SCARA產品銷量佔比超過75%。

值得注意的是,隨著新能源領域需求的釋放,負載10KG及以上的SCARA銷量佔比呈上升態勢。因此,就目前來看,

輕負載SCARA依然是最主力戰場

,ABB最先推出該負載範圍的SCARA也是理所當然的事。

內卷的SCARA

其次是安裝方式,

事實上,倒裝的SCARA並非真正不可替代,並且倒裝的SCARA不管是設計成本還是使用成本都有明顯增加,但是對於“客戶要什麼我就有什麼”的ABB來說,顯然不管是技術上還是市場策略上都不願意放棄這個“微量市場”,所以推出倒裝SCARA勢在必行。

內卷的SCARA

再來是臂展。

可以看出ABB並不願意追隨EPSON,所以其各個系列都有意無意地避開EPSON最火的LS系列的臂展。比如,倒裝3KG的SCARA一般是400mm臂長,而ABB是350mm;6KG的SCARA臂長一般是500mm、600mm、700mm,LS6的臂長也是500mm、600mm、700mm,而ABB是450mm、550mm、650mm,對標的是EPSON的G6系列。這個臂展的選擇我覺得還是挺有意思的,也大概只有ABB這類頭部玩家才敢這樣定義。

對於正裝SCARA,ABB只有額定負載3KG、最大負載6KG的產品。而ABB似乎想使用6KG這一個系列去覆蓋3KG和6KG的場景。所以我們看到其他品牌廠家出貨量最大的就是臂展400mm、500mm、600mm的產品,而ABB的450mm、550mm、650mm剛好可以覆蓋並且長一點。

這是否有點“入鄉隨俗”的味道?國產品牌的廠家不都喜歡相同負載比你長一點,或者相同臂長負載大一點這樣的產品定義麼?只不過在SCARA機器人領域,EPSON佔據絕對優勢,大部分國產品牌從EPSON“嘴裡搶肉吃”,不管是負載還是臂長甚至安裝孔位都要與EPSON對齊,不然客戶會有意見。但ABB就是不走尋常路,“我就是要壓你一頭”。

然後是節拍上。

如上文所說,ABB的臂長對標的是EPSON出貨量很少的G6系列產品,但是節拍更快。所以ABB這次就是要從節拍上硬剛。

最後是外觀,

很明顯這次的選型設計與之前的兩款有明顯的區別,個人感覺新款的整體造型好看一點,不太好的一點是裸露的螺釘有點密集了。(為了方便區分,我們分別稱為新款與舊款,而不講具體型號)從產品圖上看:

新款比舊款二關節看起來更矮更緊湊;

新款外露的螺釘更多;

新舊款硬限位設計不同;

新款改成了中空走線;

新款的二軸電機猜測放到了二關節的後面類似撅了下屁股,減少了二關節的整體慣量;

新款標準節拍最快0。29s比舊款最快0。37s提高了0。08s!

內卷的SCARA

是的,專門花一章來介紹ABB的新款,其實就是想引出這個“節拍”。總體來說,ABB的舊款SCARA不管是價格還是效能上都沒有突出的點,猜測ABB也是意識到了這一點,所以並不是按照ABB以往的思路把SCARA系列補齊,而是趕緊推出“加強版”,節拍一下子上了一個等級。

要知道節拍從0.5進入0.4不難,要從0.4進入0.3就得一點一點摳了。

當然,以上純屬猜測,若不幸言中請加雞腿。我個人倒是看好這一步,

與其系列全而不精,不如精益求精,打造爆款,系列補全只是時間問題。

價格內卷VS效能內卷

話分兩頭,如果各位還記得的話,2020年8月份的時候我寫了一篇文章《效能上不去,價格下不來,SCARA該何去何從?》(文章回顧請點選)。裡面寫到在2010年到2015年左右,0。4s的標準節拍是區分高階SCARA與低端SCARA的門檻,

而到了2015年到2020年左右,0.4s已經變成了基本操作了,一家SCARA機器人廠家如果沒有一款產品節拍是進到0.4s內的,都不好意思說自己的專業的。

然而,在很長的時間裡,從0。4s再往前推進是以0。01s為單位的,到了這個地步,要最佳化是非常非常困難的了,而又由於大家的水平都差不太多了,才掀起了SCARA的價格戰,甚至有玩家不惜虧本出售以搶佔市場,所以我才說“SCARA效能上不去,價格下不來”。似乎有點七傷拳的意思,先傷己,後傷人,看誰撐得住。

於是,SCARA市場的價格內卷就這樣開始了,低價SCARA的訊息層不出窮。然而,

低價也是有瓶頸的,當價格已經探底後,再降就真的要團滅了

,並且對於國外品牌來說,打價格戰實在落不下面子,所以只能另謀出路,所以,效能的內卷也就開始了。

小插曲:當時一位ABB的朋友說他們內部也注意到了我這篇文章,現在想想,也許正是因為他們也認為SCARA效能需要有所突破,並且IRB 920T當時正在研發中(我當時並不知情),說明大家都在思考,SCARA該何去何從。

講SCARA必須從盟主開始。EPSON憑藉LS系列“稱霸武林”10來年,因此拿

LS6

作為參考標準,LS6最大負載、600mm臂長的SCARA,其標準節拍是

0.39s

,對應的4個電機功率是

200/200/100/100

,而LS系列近期已經宣佈退市,取而代之的是LS6-B。LS6-B採用了新的電機,功率不變還是

200/200/100/100

,但有個很好的優點是“

無電

池”設計

,意思是理論上不會丟零點,然而LS6-B可以說是純粹的替換,600mm臂長的節拍是

0.40s

,比LS6略低。

這顯然不能襯托盟主的地位,於是EPSON最近又推出了加強版

LS-B-V1

,600mm臂長的節拍達到

0.35s

,電機功率分別是

520/520/150/100

。各位看出來了嗎?

加強版是把電機功率加大了,由此出力自然就大了,加速也快了,所以節拍就快了。

內卷的SCARA

再來看看KUKA的

KR6-R700

,最大負載6KG,臂長700mm,節拍

0.38s

,電機功率分別是

400/400/100/100

,功率介於LS6與LS6-B-V1之間,節拍也剛好介入兩者之間。

內卷的SCARA

再來看ABB最新發布的

IRB 920T

,650mm臂長,節拍

0.30s

,為什麼這麼快?因為電機功率猜測分別是

500/500/200/100

,也是“大力出奇跡”。

內卷的SCARA

最後來看更猛的FANUC的

SR-6iA

,同樣650mm臂長,節拍達到了驚人的

0.29s

,電機功率猜測達到了喪心病狂的

750/550/300/300

,這個配置已經可以帶10KG甚至20KG負載了,而FANUC卻用在了6KG的SCARA上,土豪得令人髮指!

內卷的SCARA

這裡要插入一下Stäubli的SCARA產品

TS2-60

,節拍達到

0.27s

,還有TS2-40更是達到

0.25s

,不過因為Staubli比較小眾,而且配置是擁有自主產權的超高效能減速機和電機,所以不與其做橫向對比了。(我們不配~~~~~)

內卷的SCARA

現在看起來就很明確了,所謂的效能提升與高速版,其實就是

“大馬

拉小車”

,這是最直接的方式。所以當我們看到節拍一個比一個猛的時候,並不是你的設計差了,而是你更新換代慢了。

像EPSON這類老玩家是做了升級版,像FANUC、ABB、KUKA這類SCARA的新玩家是入局就直接走高位,看起來似乎“出道即巔峰”,實際背後的策略也非常簡單。當然策略簡單,並不是說設計簡單,比如EPSON的“無電池”設計的電機就是很好的細節改進,而且國產跟隨的話成本有點高了,但這是趨勢,再等等。

那麼問題來了,以前的文章我就說過“傳統電機+諧波”的方式是有技術瓶頸的!前面提到的幾家都是透過加大電機功率,也就是扭矩,即加速度的方式提升節拍,但是並不是只加大電機功率就可以的,一旦電機扭矩變大,也就是諧波減速機的輸入扭矩變大,對減速機的損耗就會明顯增加,特別是長期短距離高加減速的運動會更傷減速機。

所以,一般6KG負載的SCARA一二軸減速機分別是25跟20,如果電機加大,可能減速機也要相應加大一個規格變成32跟25,但這又會引入另一個問題,減速機變大,輸入轉速又要變小了,也就是電機轉速要限制,直接的影響就是機器人的末端線速度要降低。

以HD的諧波為參考,25的最高轉入轉速是5600,比一般電機最高轉速6000小一點,如果換成32的諧波,最高轉速就降到了4800,這個時候如果做長距離的運動,節拍的影響就明顯了。所以,我目前還不太清楚這幾家是怎麼解決這個問題的,是不換減速機犧牲壽命,還是換減速機犧牲線速度?還是有兩全其美的方案?HD的諧波倒是有高速版,也就是把脂潤滑換變油潤滑,最高轉速可以明顯提高,但是這樣的話裝配與維護成本會提高,漏油的風險也相應提升。但是,Stäubli自己的減速機卻沒有這樣的問題,因為不是靠變形來齧合,Staubli自己的減速機就是這麼牛,精度又高,剛性又好,體積又小~就是貴~

內卷的SCARA

所以諧波這個問題目前還是個謎,需要時間來解答。我相信這幾家肯定都知道這個問題,只是不知道他們採用了什麼方案去平衡,接下來,會不會出現某個品牌批次漏油或者減速機損壞的情況?還是說現場使用會做限制?我們拭目以待。

需要補充一點是,對於國產品牌來說,假如是透過油潤滑或者說HD有特供的產品的話,那國產品牌是很難跟隨的,加大電機不是問題,國產品牌很容易做到,但是據我所說,除了HD,還沒有第二家有油潤滑的諧波,也沒有國產高速諧波,如果只能用HD的油潤滑(人家還不一定賣),那其實也沒有什麼競爭力,哪家國產品牌能從HD那裡拿到比上面四家還低的價格呢?即使能拿到一樣的價格,又不具備國產價效比優勢,也做不了。所以,這個問題還待後續解答。

這裡還要插播一個八卦,據我所知,在此之前曾經有兩家SCARA廠家嘗試過高速版SCARA,用的也是“大馬拉小車”的策略,因為未經證實,品牌就不說了,各位就當故事姑妄聽之。

一家據說在首批10臺出機有7臺出現了減速機提前損壞召回的情況,後面既換了減速機又做了限制保護;另一據說產品都沒能釋出,在釋出前的最終測試中發現了減速機無法滿足要求,壽命大幅降低,產品最終胎死腹中。兩個故事都指向了節拍與減速機的矛盾關係,所以平衡很重要。

內卷的SCARA

如何看待內卷?

SCARA機器人走到今天就形成了一個有意思的“內卷”現象了。

內卷的SCARA

國產品牌價格內卷,想盡一切辦法降成本,甚至不惜犧牲部分效能;而進口品牌降價幅度有限,所以走的

是效能內卷,不斷壓低節拍。而相信不久之後,國產品牌馬上也會跟隨“大馬拉小車”的策略,卷得更深。

這也是無奈之舉,在關鍵零部件或者構型有所突破之前,“大馬拉小車”是最直接、最有效的方式。而SCARA的優勢廠家也需要引起足夠重視,EPSON是SCARA龍頭,已經推出高速版,而ABB、FANUC、KUKA並不是SCARA優勢廠家,但顯然對於SCARA的戰場非常重視,並且由於沒有“包袱”,所以直接上高速版。而對於老牌SCARA廠家,升級是必然的,多年積累下來的優勢如果不守住很快就會被替換掉,只是如何升級、如何平衡成本、與舊款的替換還是搭配,等等這些都成了現實考慮的問題。

內卷並非壞事,背後是市場競爭在推動著SCARA這款產品在進化。

有人主張百花齊放,全品類,全系列;有人主張專精專注,一款構型不斷演進創新。各有各的優劣,每一條路線都會有瓶頸。我個人的觀點是,

不管走哪一條路線,首先得有優勢產品,並且保持下去,然後才是其他產品。

比如一提到SCARA第一個想到的是EPSON;提到DELTA第一個想到的是ABB;提到鐳射焊接第一個想到的是Stäubli;提到折彎機器人第一個想到的是ESTUN。

優勢產品是名片,也是支柱,特別對於中小型公司來說,價格內卷與效能內捲來臨時,你是否有優勢產品,你的優勢又是否守得住呢?

註釋:本文為作者投稿,內容系作者獨立觀點,不代表高工機器人立場

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