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【市场】夹爪市场闻风而起,国内“专业户”却寥寥无几?

2018-05-22 08:56 高工机器人网 阅读:18585
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摘要工业机器人的夹爪,即手部,也称为末端执行器,它是装在工业机器人手臂上直接抓握工件或执行作业的部件。夹爪可以是像人手那样具有手指,也可以是不具备手指的手掌;可以是类人的抓手,也可以是进行专业作业的工具,例如装在机器人手腕上的喷漆枪、焊接工具等。

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【文/潘敏瑶】工业机器人的夹爪,即手部,也称为末端执行器,它是装在工业机器人手臂上直接抓握工件或执行作业的部件。夹爪可以是像人手那样具有手指,也可以是不具备手指的手掌;可以是类人的抓手,也可以是进行专业作业的工具,例如装在机器人手腕上的喷漆枪、焊接工具等。

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目前,全球较为成熟的夹爪生产公司均以欧美日公司为主,实力较强的公司有SCHUNK、FESTO、RIGHTHAND Labs、ROBOTIQ、SMC、SoftRobotics、Grabit、IAI等。

其中,Soft Robotics在2018年5月4日宣布获2000万美元B轮融资,投资方包括Scale Venture Partners、Calibrate Ventures、Honeywell Ventures、Tekfen Ventures,以及机器人巨头ABB,曾在2015年后期获得了500万美元A轮融资。

反观国内,中国的夹爪市场几乎被这些国外产品所垄断。但是,借着机器人爆发的大势,夹爪迎来了最佳的市场切入契机。

2017年12月,柔触机器人完成千万元级天使轮融资,投资方为明势资本和水木资本,势能资本担任本次交易的独家财务顾问。柔触机器人致力将柔性机器人技术应用于工业自动化、物流、农业、医疗等领域。

成立于2016年的大寰机器人,在2017年1月获数百万元天使轮融资,投资方为仁智。其自主研发了机械夹爪、机器人灵巧手、力控驱动器、传感器等相关软硬件,并针对工业、物流、服务机器人等行业提供智能抓取与操作解决方案。

可见,一波初创企业正在推动国内夹爪市场的国产化替代进程,为实现从学界到业界的落地而努力。

“夹爪”这个风口有点“堵”

虽说夹爪是一个较前沿且很实用的研究领域,但国内却鲜有企业专门对其进行研发生产。“高品质柔性抓手的研发和生产难度较高,再加上这个市场暂时处于蓝海阶段,因此市面上可看到的产品并不多。” 北京软体机器人(SRT)CEO高少龙告诉高工机器人网。

究其原因,不外乎“价格高”与“定制化强”两大因素。

从价格方面来看,SRT的软性夹爪目前售价为几千到两万多元。大寰机器人CEO孙杰则表示,其黑色五指的变胞仿人手价格在十几万元,而白色三指的变胞手,价格则会“亲民”很多。

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慧灵科技总经理田军也认为:“德国的电动夹爪产品动辄上万,日本的也得五六千,对集成商来讲,价格还是高了。只有把价格降下去,市场用量才会起来。”目前,慧灵科技的电动夹爪售价在1000-2000元。

总体来看,夹爪价格高主要因为其产品应用于科研领域,均采用高端技术与高端材料,制作生产成本偏高;在应用上与企业生产契合度较低,未形成量产;再加上进口和垄断市场,导致国内夹爪成本愈发高昂,这对于企业、高校科研院所来说无疑是巨大的负担。要想让这样价格昂贵的夹爪进入工业界,自然有相当大的困难。

此外,由于夹爪具备“定制化强”的固有属性,导致目前市场规模尚未被真正打开。SRT采用直销模式,将夹爪直接销售给富士康、宁德时代、施耐德、哈尔斯等对新型技术感兴趣的大客户。

艾利特正在研发一款面向工业环境的2指300N抓力的抓手和一款面向服务行业的3指30N抓力的灵巧手,也仅是配备在自主研发的协作机器人上,主要考虑是市场太小,还没到外推的阶段。

“夹爪设计不难,技术门槛不是太高,但报价不低,因而市场是有的。”配天机器人副总经理索利洋在接受采访时指出,夹爪不像通用机器人可以走量,因此只要稍微复杂点的夹爪都是外购,集成于自己的方案中。只是方案的持续性比较难,做一单是一单。

梅卡曼德CEO邵天兰则认为,在机器人夹爪上能买肯定买,如气夹、电夹、气缸、海绵吸盘、柔性手等已成熟的基本模块就选择外购,但是项目需要定制夹爪,一两个人自主设计反而比较快,而且方便满足要求,生产上再找外协。

事实上,夹爪市场本质上是分散的,但总量很大。在应用案例中,一台机器人平均需要配套一个夹爪。因此,系统集成商都会根据项目需求来选用或者自主设计夹爪来配套在方案中,只是根据应用场景不一样而每家的研发侧重点各异。

目前来看,系统集成商基本能按照需求将夹爪设计出来,但夹爪的耐用性、精度偏低。并且,系统集成商通常做的是小夹爪,真正满足机器人使用的大夹爪很少。

夹爪市场大有可为

对于整个工业机器人来说,夹爪在提高机器人易用性、自动化程度、研究抓取应用等方面有着重要作用,是机器人核心部件之一。毋庸置疑的是,国产夹爪的发展更有助于中国机器人产业的健康发展。

那么,本土夹爪产品如何在国内市场撕开一道缺口,并快速成长?

■ 创新夹爪机构

目前来看,液压夹爪调速方便,但压力较大,系统成本高,维护较麻烦。气动夹爪因成本较低,产品型号丰富成为目前工业领域运用最广泛的末端执行器,但气源气压的不稳定输出会导致夹持力不够,使得工件易脱落。电动夹爪在性能和结构上均优于液压和气动夹爪,是行业趋势之一。

此外,近年来应用软材料设计制造的软体手引起了广泛关注。软体手应用柔性材质可达成变形的效果,能够自适应地包覆住目标物体,而无需预先知道其准确的形状和尺寸,有望解决异形、易损物品大规模自动化生产问题。

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变胞机构的特点是在运动的过程中能够发生拓扑结构和自由度的变化,所以会有多个构态,能够完成多种任务,适用于变工况和多任务的场合,即用最少的关节数量,获得最大程度的灵活度。对于救灾机器人,变胞灵巧手也是一个很好的适配部件。

快换机构的特点在于“标准化”。复杂产品抓取快换系统可以应付产品抓取品类多样的问题,在抓取过程中进行夹爪更换,应对不同的抓取任务。同时夹爪快换系统还可以用作夹爪备份,当夹爪失效后可以立即进行更换,避免流水线停止工作。

手指模块的拼接设计也是拓展了可应用场景,使得产品可以依照客户产品形状及尺寸快速定制生产。

所以,柔性爪、快换等相对有一定通用性的产品更容易起量。

■ 寻求增量市场

协作机器人起量有望带动夹爪市场的起量,因为协作机器人主要面向轻量环境,和夹爪的应用场景相匹配,反过来,创新的夹爪也拓展了机器人的应用领域。

目前,国外的ROBOTIQ、SoftRobotics、RIGHTHAND Labs等,均与协作机器人紧密合作;SCHUNK 还专为协作机器人打造了轻量型机械手Co-act系列。此外,协作的末端法兰一般也是采用工业标准,协作机器人也会向标准化发展。

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除了协作机器人领域,教育市场、特种夹具市场等细分市场还有待大力挖掘。

综合夹具商将获得爆发机会

囿于国外技术的封锁,国内夹爪团队唯有将更多精力投入到驱动器、传感器等部件研发,最终实现关键部件全部自主开发,同时研发整体驱动的方案,在价格降低后,才会进一步刺激销量,一旦有了规模效应,也将进一步降低成本。

同时,国内夹具商不仅需要拥有两指、三指、四指的气动或电动夹爪、真空吸盘、真空海绵吸盘、陶瓷吸盘、电磁铁等技术,还需掌握防水、防尘套件,变位机、小型旋转模组,自动换刀换模系统等需满足更高特殊要求的技术,往夹爪所需要的领域进行全方位开发的综合夹具商将获得爆发机会。

总之,国内夹具企业要么走质优价廉,要么实现大刀阔斧的创新,除此之外不存在任何奇技淫巧。


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