ZT372a-E Digital plugin ABB module
It can be applied to a wide range of industrial control systems and can be easily integrated into existing systems. The product parameters include input voltage of 24VDC, output voltage of 0-10VDC,
output current of 0-20mA, operating temperature range of -40 ℃~+85 ℃, external dimensions of 100mm × 50mm × 20mm, and weight of 100g
microprocessors, memory, field programmable gate arrays (FPGAs), and other digital or analog loads. This type of module is commonly referred to as a
load (POL) power supply system or point of use power supply system (PUPS), which has high reliability and stability
detecting the current in the circuit to prevent equipment damage or safety accidents. ZT372a-E Low voltage multifunctional relay:
ABB ZT372a-E is also described as a low voltage multifunctional relay used for monitoring and protecting low voltage circuits.
https://www.ymgk.com/flagship/index/30007.html
正月没过都是年!abb赶着元宵给大家送了份新年礼物,同步推出gofa和swifti系列协作机器人,再加上原先已有的双臂yumi和单臂yumi,abb在协作上的产品布局变得相当有意思。
本期就和大家聊聊,如果评价abb发布的两款协作机器人以及abb展示出来的产品布局。
本文内容均来自abb的公开资料以及根据其资料的猜测,若有说得不对的地方,欢迎留言指正。
abb协作机器人盘点
双臂yumi
作为abb发布的款协作机器人,大家现在已经非常熟悉,这款在2015年发布的协作机器人产品,在当时确实非常惊艳,更惊艳的是早在2011年yumi就拿到了德国红点“best of the best”设计大奖,人形双手环臂的招牌动作使其与人的距离更接近了一步。
即使放到现在,6年过去了,yumi仍是可圈可点。在中国可见的协作中,yumi也是可见的量产的双臂协作机器人。而且从设计角度来说,yumi居然采用的是倒推的方式,一开始就往难全的方向走,不但是协作,还是七轴;不但是七轴,还是双七轴;不但是双七轴,还带视觉;不但带视觉,电控柜还一体;不但机电一体,还有丰富的选配件。
所以双臂yumi发布后,才发布的单臂yumi。学霸都喜欢从难的题开始解么……
单臂yumi
单臂yumi其实就是双臂yumi取其一臂单独形成一款产品,电控柜自然也与本体分离了。二者手臂结构相同,下面我们详细看看单臂yumi的特点。
小负载。yumi的负载很小,只有500g,臂长也只有500mm,而且手臂不能承载,这也了yumi只能用于很小的工件的装配或分拣等。
高精度。yumi的重复定位精度是0.02mm,而其它品牌的协作机器人基本是0.1mm的级别。即使这几年其它家产品的精度陆续有,但也以0.05mm或者0.03mm居多,0.02mm堪比工业机器人。
非中空。yumi的高精度也与其关节设计有关,其并没有采用协作标配的中空无框电机+中空谐波+刹车+驱动器的设计,而是采用工业机器人常用的伺服电机+直插谐波的方式。
这种设计的优势明显,装配相对容易,刹车牢靠,电机成本也较低(当然不要跟国产比成本);相应的劣势也很明显,因为非中空,手臂里也没有驱动器,因此像工业机器人一样,从末端到基座,线缆的数量是叠加的,这样一个是了关节的旋转角度,另一个也给布线增加了难度。
从公开的图片中可以看到,其关节间应该是采用了双c形的布线方式,但细节上有不少工艺的设计。
低防护等级。因为非中空的缘故,yumi并没有追求高防护等级,只有ip30,这也与yumi面向的应用场景一般工况良好也有直接联系。
无力传感器。yumi并没有配备关节力传感器,而是采用电流环的方式实现力控,同时,为了,yumi的包裹了较软的材料。
许多体验过yumi的人都会觉得yumi的力控体验很好,以为有力传感器辅助,其实除了abb的力控算法实现得较好之外,另一个主要原因是yumi很小,所用的电机、减速机也小,摩擦力也小,因此动力学辨识相对更准一些。但是,因为没有力传感器,也就无法实现力控,因此我们看到的yumi的demo一直没有这一体现。
crb 15000
主角来了!crb 15000 是本次abb发布的协作之一,取名gofa,取义go faster, go further than ever。接下来,我们看看crb 15000 的特点。
外观简洁。crb 15000 相比yumi确实要弱得多(毕竟yumi颜值爆表),但从结构与配色来说,比较简洁。
构型上crb 15000 并没有采用现在市场上的ur构型,与yumi的构型更相似一些,主要是j3关节旋转轴与j4关节旋转轴不交叉,j5、j6关节旋转轴也不交叉,猜测除了j4关节放后面靠后之外,也可以比较好的避免奇异点。
负载5kg,臂长950mm。这个对ur5的针对性就很明显了,负载相同,臂长比ur5长100mm。但是末端线速度上感觉abb标得保守了,只有2.2m/s,而ur5是3m/s,实际应该可以更快。精度0.05mm相比ur5 0.03mm稍低一点,但是重复精度个人认为不太好直接对比数据,都是参考国标,但是测试手法可能不尽相同,结果就可能不太一样,因此不做评价。
指标灯与按钮。指示灯与按钮现在也算是协作的标配了,不过abb的灯的语言稍简单,这一点略失望(后面会再讲到)。对于按钮的设计,abb采用了自定义的方式,即6轴的2个由客户自定义按钮的功能,这个设计挺人性化。但是按钮为什么没有放到末端法兰而放到6轴这点是个小遗憾,因为按钮放到末端就可以实现单手示教编程,而放到6轴上,就可能双手配合操作了,当然放到末端也会增加设计难度,所以不知是因为设计难度的取舍还是有其他考虑。
不大的关节范围。不知出于什么缘由,crb 15000标称的关节范围只有±180°,这与iiwa相似,iiwa的关节范围还更小点。不知是否由于加了力传感器更线更复杂,所以布线更困难,不像ur 标正负360度。
老实说,ur这个标法也有点争议,一个是像2、3关节这种标了也没用,根本跑不到就自己打自己了,其它关节除了6轴,也会转这么大角度。关键的是,万一有个应用多个关节都要跑±360°,不知ur的线能扛多久。所以这一点上,abb的标法还是比较实在,不攀比。
带关节力传感器。根据介绍,crb 15000是带关节力传感器的,这表现了实现力控的硬件条件的已经具备了。不过目前对于这方面的展示也尚未看到。
易用性。作为协作机器人,容易上手自然不可少,abb凭借这么多年的积累与的研发能力,这一点自然不在话下。
crb 1100
刚看到发布会照片时愣了一下,这货看起来也不像协作啊,而且怎么看着这么眼熟。于是去查了下abb官网,这不正是前不久发布的 irb 1100么!
再仔细看了发布会介绍,原来如此。
这款协作采用了不同的策略,把速度与设计分离。常见的协作都是接触式,即由本体去感知人体碰撞时的力并且及时停止,不管是电流环控制,还是力传感器,还是电子皮肤,都是这个策略;即使是非接触式的电子皮肤,比接触式的稍好一点,但还是难以解决盲点的问题,毕竟此时人与本体直接接触或者距离很短,即使有的力控,万一机器人末端拿的是钢针而碰巧凑过去的是人的眼睛呢?而且协作机器人经常被诟病的就是其牺牲了效率与精度。
为了解决工业机器人与协作机器人中间这条鸿沟,crb 1100 就把速度与分离。速度方面,保留了工业机器人的设计,即crb 1100 其实就是irb 1100,只不过加上了四轴上做交互的灯,以及末端的“可拆卸引导式编程装置”,估计是个6d鼠标吧。于是crb 1100 可以工业机器人级别的 5m/s 以上,irb 1100 怎么用,它就怎么用。
而方面则是采用了激光扫描仪的方式。一开始看照片时,看见有个油菜黄的东西,怎么那么像a的激光雷达?再一查,好吧,正是sick的激光扫描仪 microscan 3。而且,前面说“油菜黄”也不是随便叫的,这可是叫法,是不是很有画面感。原理也有简单,就是通过激光扫描仪感知人体,没人时,运动,有人时机器人暂停。这样一来,既满足了工业需求的,也满足了协作的。
这种策略其实不是abb,之前讲过fanuc的大负载协作也采用了相似的策略,不但监测人体,表面还有缓冲材料,滴水不露,号称负载的协作机器人。但是小负载的机器人中,我所知道的能实现产品化的应该就abb这款了。
不过这款产品从认证的角度来说,确实通过了协作相关的条例,是一款的机器人,但若是细究协作的协同合作的话,这里也有点争议。毕竟看起来,这款产品其实相当于加了一个围栏,以前机器人是用铁围栏包起来,后来有了光栅,把门变成的,abb这是把“围栏”整个去掉了,变成的,但只要人一靠近机器人,机器人就停了,所以严格来说并没有人与机器人共享工作空间,甚至想到协同合作的地方。
当时这事也不能抬扛,前面讲即使有力控万一拿个针戳到眼睛也不得救,而crb 1100 要是末端拿到刀不小心甩飞出去,人又刚好走过,那也没防不胜防。要讲武德,不抬扛。
不过 crb 1100采用激光扫描仪确实也有盲区,sick这款产品扫描角度是275°,也就是说还有85°的范围是激光扫不到的,这个范围设计是人无法进入的,这也问题不大,本来crb 1100 这种构型就是非对称的设计,背面工作很少会用到,估计crb 1100 的手册会特别强调这块小空间的防护,不然万一客户忽略了这个盲区,后果不堪设想。
roberta
前面在介绍crb 15000的时候卖了个关子,说它交互灯的信息有点少,只是几个状态,能传达出来的信息是有限的。这是因为早在2015年的时候,除了yumi,abb还展示了另一款协作机器人——roberta。这次看到abb亮出了协作机器人家族合照才发现一直以来少了一个身影。
roberta是abb在2015年收购的一家初创公司gomtec的产品,当时跟yumi展出时,大家都在评论yumi与roberta形成了很好的搭配,yumi负载小,做精细动作,而roberta负载大,低,可以攻另一块市场。只是后来就没看到roberta的身影了,寻找roberta的信息,链接都会跳到abb的官网。然而,abb的官网上却没有roberta的一席之地,终还是别人家的孩子。
回到roberta身上,该系列目前查到有3个不同的负载,4kg,8kg,12kg。要注意这个负载定义对比ur还是相当有意思,ur早是有ur3、ur5、ur10,而roberta每一款都比ur负载要大一点。而且在2015年,12kg负载的协作机器人还未看到,也就这两年才有负载超过12kg的协作机器人出现。(fanuc等这种工业机器人变种来的不算),所以当年abb收购gomtec还是非常有眼光的。
另外,gomtec本身的背景也非常厉害,虽然只有25名员工,但创始人bernd gombert 在德国工作了十来年,他的项目之一是开发lbr。
是的,又是dlr,又是lbr!如果你对lbr不熟悉,没关系,你知道iiwa,协作机器人。所以真的非常有意思,智能协作机器人梯队中,iiwa、franka、非夕、思灵、roberta,都跟dlr有千丝万缕的关系,不是校友就是徒子徒孙,影响力可见一斑。
不过在力控上面,roberta并没有走他校友们的路线,没有加关节力传感器,而是采用电流环的方案,这也大概是为什么在2015时大家都说roberta。但若要力控,roberta也有扭矩传感器可选,满足了不同客户的需求。
来了,灯的问题。roberta在末端也有交互灯,但是像是流水灯,可以通过不同的颜色以及不同的闪烁方式表达不同的状态,相比单调的颜色变换要好看得多。
而且示教编程的交互也与其他家不同(据说用keba的系统),手臂末端并不是按钮,而是滑动或者说拔转的方式,具体可能得看看视频才比较清楚,很遗憾只亲眼看过一次,也没来得及弄清用的什么结构。
总的来说,roberta走的是亲民路线,与ur一样采用电流环,一样有扭矩传感器的选配适应不同需求,但是从外观设计与本体的交互设计来看,roberta还是走在ur前面,直到现在ur的本体上也没有灯也没有按钮,的交互都在示教器上做。可惜这么些年过来了,ur倒是凭借丰富的配件与不断的软件交互一飞冲天,roberta却淡出了人们的视线。
也不知道crb 15000 的设计是否有吸收了 roberta的技术,反正即使是放到现在,roberta系列的设计仍然非常有竞争力,而且个人认为即使有了crb 15000,roberta似乎仍能形成互补,竞争性价比上,roberta的设计要一些。
从abb的产品看战略
从abb的协作机器人家族来看,虽然本次发布的两款产品在技术上并没有太多惊艳的点,毕竟协作现在也不稀奇,所以从技术来说不算惊喜(这并不是在贬低这两款产品的技术,技术含量是很高的,特别是crb 1500 关节力传感器设计与标定,还有crb 1100 策略在软件上的实现都挺难,而是大家的abb的期待太高了)。
但从产品布局上,abb在协作机器人上的布局野心勃勃,让人服,不同负载,不同策略在不同产品上的上了,别人都是一条路,大多数也是先易后难,abb直接把赛道都占了。小孩子才做选择,大人我要!
这确实很abb,客户要什么我有什么。yumi满足了单双臂的小零部件生产;crb15000 满足了大负载长臂展的需求(估计crb 15000 后续应该也会变成不同负载与臂展的系列);而crb 1100就更实在了,满足了大部分看中协作的又嫌弃协作效率低的客户,而且按个人理解,crb 1100的策略可以套用到其他工业机器人上,这样的话,工业机器人与协作机器人之间这座桥就建立起来了,原来abb工业机器人的客户都是crb 1100的潜力客户,起来就容易很多(当然,会不会是影响因素还不好说,不知道crb 1100比irb 1100贵多少)。
单臂、双臂、电流环、关节扭矩传感器、接触式、非接触式、六轴、七轴,协作能想到的方向abb几乎都上了。有市场、有人、有钱、有技术、有眼光、有魄力,纵观业界也还没有哪一家能像abb这么铺赛道。且看豪横的abb后续如何发力,也许借用协作机器人,能与老大拼一拼,也未可知。
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