图1 Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics的总经理Manfred Hübschmann先生说:“我们在Scara机器人市场的增长明显高于行业的平均水平。”
对于机器人的使用者和经营者而言,设备不断得到改善,新的机器人系列产品不断上市。然而,值得关注的是,一部分迷你型Scara机器人的重量增加了,因为采用了驱动功率更强大的发动机。
技术:操作限制轴速度
“Scara Eliminator”市场切入和技术攻势在于其很高的轴速度。Winter先生说:“如今,我们几乎能够在任何一项用途中实现最高的速度。”而限制因素越来越表现在产品及其操作本身。假如只用吸爪,那么在极高的加速度和速度下,离心力将都会起作用。有一种选择是多指抓爪,但它耗费操作时间。特别是对于系统集成商来说,重要的是找到一种个性化的解决方案。
其次,为了了解一种机器人的速度,人们规定了一个周期,即所谓的Adept循环操作周期。机器人必须在Z方向上运行25mm,在X方向上运行300mm,然后再在Z方向上下降25mm。这里的窍门是,从Z方向上运动行到X方向上运行的过渡,实际上不是向右的角度,至少不是在一个重叠的运动中。这是机器人竞争者们在实现最快速度的技术上的分水岭。
数学家们打算否定实践家们关于最快机器人的记录。Manfred Hübschmann先生说:“假如问题涉及到缩短操作周期,就应当考虑尽量提高速度。不过对于典型的Scara机器人的用途,轴速度本身早已不是决定性的因素了。”要求的是最大的加速度值和减速值,同时不要忘记抓取时间也要极短。有了良好的加速度,系统的质量可以小一些。与此相反,用刚性尽量高的系统可以达到良好的精度,但是,这样的系统通常都造得沉重坚固。所以说,最佳设计的准则是自相矛盾的。Hübschmann先生的结论是:“循环操作周期这个课题非常复杂,不可能都归结到轴速度上。”
图2 Adept Technology公司的欧洲销售部主任Rüdiger Winter先生站在Delta机器人Quattro旁边说:“我们提供各种各样的机器人,并且提供自动化解决方案。”
质量:载重负荷1kg
1kg或1kg以下的机器人领域则完全相反。Epson首次推出一款迷你型Scara机器人,产品系列名称为G1,机器人的金属外壳换成塑料的。Volker Spanier先生强调说:“这种装置现在还不算是标准机器人,在市场上还买不到。”
Scara机器人早已在日本出现,例如Yamaha和IAI展示的机器。在IAI的术语中所说的这种公文包规格大小的Scara,全部在1kg内。研发的难度在于:为了使机器人速度足够快,就必须采用相应大的电动机,这样机器人看起来就显得很笨重。如果想制造得更小,就有失败的可能,因为机器人的操作有效距离至少为150~200mm。
Stäubli公司的Manfred Hübschmann先生已将RS 20迷你型Scara推向市场并积累了经验:“不仅是Scara的生意非常红火,而且我们对迷你型Scara赋予的期望也是相当高的。”他认为在桌面办公自动化市场中,这种高效的机器人系统也具有良好的市场前景:“这样一种高性能的小型Scara机器人,其主要用途是实验室内的自动化,而其制造的关键点在于小型和超小型零件的组装和装配。”
功能:与图像处理相结合
被调查的生产厂家从技术中汲取信心。Epson已经推出了新的Scara系列。
Rüdiger Winter先生研发技术之一是图像处理:“在德国,目前我们出售的每两台机器人当中就有一台是安装有图像系统的。”Volker Spanier先生在数量上更趋保守,但却承认越来越多地采用了图像处理系统,把相应的硬件内置于机器人系统中。Spanier先生说:“在设计设备方案时,双摄影机结构作为固定或移动设备集成在机器人臂上,而移动型则可提供更多的自由度。”用Epson的控制器可以同时操控四台照相机,同时还可以使若干个控制单元同时对一套照相机装置进行操作。新型Scara机器人的控制装置称为RC180,比RC170的质量规格更大。重量增加的原因是采用了新的驱动器,即采用了必要的功率更强大的发动机。
迷你型Scara机器人的概念也颇受市场营销战略家们的欢迎,这是一种将Scara所有有利的特性集于一身的机器人,同时体积也非常小。意大利生产厂家Europack的“Winner迷你型Scara 500”四轴机器人重约50kg,在托盘装卸机器人中算作迷你型。
图3 Epson德国有限公司的工厂自动化部门经理Volker Spanier先生说:“为了能够发挥机器人的自由度,设计时在机器人的手臂上安装固定式或移动式双摄像结构作为机器集成视觉系统。”
市场:呈平缓增长态势
Bayreuth市Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics的总经理Manfred Hübschmann先生证实了这种连续不断的增长:“Scara市场并非生机勃勃,但是正在连续不断地向上发展着。”他说,毕竟在欧洲市场增长了大约10%。但据IFR研究所2007年的统计表明,德国市场下降了大约8%。而Hübschmann先生感到高兴有其特殊的原因:“Stäubli达到的增长明显高于行业的平均水平。”就此而言,人们绝对不能说市场难做。Hübschmann先生称,去年Stäubli的市场份额达到了35%。
Dortmund市Adept Technology公司的欧洲销售主任Rüdiger Winter先生认为,其企业为市场领先者,而Factory Automation部门主管Volker Spanier先生则认为,应把Epson排在市场的第二位。他提醒:不要忘记还有Kuka公司,在Scara机器人领域,该公司现在和Denso-Mechanik在市场上联手运作。较高的统计数字,是将标准载重级别以下的所有机器人都计算在内,同时也表明尽管Scara机器人市场范围有限,但所有被调查的人都认为有继续增长的机会。
有些人认为, Scara机器人的速度依然是最大的优点之一。但是值得关注的是,2007年一家美国机器人公司又推出了一款3kg的机器人。
图4 新型Epson迷你型Scara机器人样机
在大型机器人生产厂家,德国对Scara机器人的年需求量还不足一个月的生产量。在VDMA的统计中,2005年尚有825台机器人注册,2006年卖出的Scara只有755台。尽管业界也有一些大订单,但是曲臂式机器人(Knickarm-Kollegen)的市场增长率较低。
根据德国市场标准划分的大型供货商多为多元化经营模式,既提供Scara机器人,也提供曲臂式机器人。供货商和生产厂家大部分都增加了产品品种,因而Scara机器人供货商也利用曲臂式机器人加强了自己的销售。Stäubli成功地走出了另一条道路,Kuka公司也用Scara机器人加强市场并增加销售额,Rüdiger Winter先生在Adept公司甚至还采用杆式机器人Quattro。因而供应商面对市场竞争表现得泰然自若:“一方面我们提供所有品种的机器人,另一方面,我们还提供可选择的自动化解决方案。”
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