協(xié)作機器人，長期以來被套上“精度低”的魔咒。

一方面，協(xié)作機器人與傳統(tǒng)工業(yè)機器人具有不同的設計理念和產(chǎn)品定位，區(qū)別于傳統(tǒng)工業(yè)機器人追求“高速度、高精度、高負載”的特點，協(xié)作機器人更多地追求輕量化、柔性、快速部署及安全協(xié)作性。因而協(xié)作機器人在設計之初，其精度就被一定程度地犧牲了。

另一方面，提升協(xié)作機器人的精度確實是一個棘手的課題，其源于多方面的復雜性和相互依賴性，包括編碼器、力傳感器等傳感器的精度，控制系統(tǒng)的設計，機械結構等技術難點。而在實際應用中，協(xié)作機器人負載、臂展的變化，也會直接影響其運動軌跡和精度。同時，工作環(huán)境的變化（如溫度、濕度、電磁干擾等）也可能對協(xié)作機器人的精度產(chǎn)生影響。

近年來，協(xié)作機器人的性能不斷向工業(yè)方向靠攏，穩(wěn)定性、負載、速度持續(xù)提高的同時，重復定位精度也達到了工業(yè)級別的±0.02mm。此外，減速器、伺服系統(tǒng)，先進控制算法、多傳感器融合技術、機器人標定與補償技術等產(chǎn)業(yè)鏈技術的升級為協(xié)作機器人不斷打破精度極限奠定了基礎。

但高工機器人也注意到，當前，各協(xié)作機器人企業(yè)對外關于精度的描述，更多在于“重復定位精度”，關于“絕對定位精度、軌跡精度”的提及甚少。據(jù)了解，其中一個重要原因是，重復定位精度不需要標定與補償，其它精度則需要采用激光等設備進行標定與補償，這不僅涉及成本問題，還包括算法能力問題，而且大部分應用場景下對于絕對定位精度、軌跡精度的要求沒那么高，因而大部分協(xié)作機器人企業(yè)也就沒有對外承諾絕對定位精度、軌跡精度等參數(shù)指標。

然而，對于一直以來以工業(yè)機器人的標準來提升協(xié)作機器人能力的ABB來說，“精度”極限一次次被其打破。近期，ABB協(xié)作機器人通過軟硬件一同發(fā)揮作用，再現(xiàn)“軌跡精度達到±0.03mm”的新高度。

樹立業(yè)內(nèi)精度新標準

早在2015年，在ABB雙臂協(xié)作機器人YuMi正式發(fā)布時，其對外官宣的重復定位精度就達到了±0.02mm。行業(yè)人士向高工機器人介紹：“對比單臂協(xié)作機器人來說，雙臂協(xié)作機器人需要確保兩個手臂能夠準確到達預定位置，并保持一定的空間關系，更加考驗其絕對定位精度。”可見，雙臂協(xié)作機器人YuMi的絕對定位精度也不容小覷。

2021年，ABB推出快速精準的SWIFTI工業(yè)協(xié)作機器人，兼具協(xié)作機器人的安全協(xié)作性能、易用性和工業(yè)機器人的運行速度、精度及穩(wěn)定性，具有±0.01mm重復定位精度。

與SWIFTI工業(yè)協(xié)作機器人同時推出的還有GoFa協(xié)作機器人系列，彼時，ABB即公開表示“GoFa需與ABB的OmniCore機器人控制器系列配合使用，OmniCore具有一流的運動控制和路徑精度?！钡搅?023年，ABB繼而推出GoFa協(xié)作機器人系列GoFa 10和GoFa 12兩款新品，對外透露其重復定位精度達±0.02mm。

如今，GoFa協(xié)作機器人系列已經(jīng)成為了ABB各大協(xié)作機器人產(chǎn)品系列中的“銷冠”。

2024年上海工博會上，ABB再一次給業(yè)界帶來“驚嘆”。9月24日，ABB機器人推出了Ultra Accuracy（超高精度功能選項），根據(jù)ABB對外表述：“這是GoFa協(xié)作機器人系列一項新的行業(yè)領先功能，可實現(xiàn)目前協(xié)作機器人中最高級別的精度?！?/p>

GoFa Ultra Accuracy重復定位精度為±0.02mm，絕對定位精度小于±0.1mm，“0.1mm”是個什么概念？在ABB公開視頻中可以看到，圓柱與探針之間的距離為0.1mm，比發(fā)絲更細；與市場上其他協(xié)作機器人相比，路徑精度提高了10倍以上，達到±0.03mm，在行業(yè)內(nèi)樹立了新標準?！?/p>

同時，ABB還發(fā)布了新一代機器人控制平臺OmniCore，其實現(xiàn)了人工智能、傳感器、云計算和邊緣計算系統(tǒng)的全面集成。這為GoFa協(xié)作機器人系列的超高精度功能提供了重要加持。

ABB機器人素來以“擁有強大的運動控制能力”而著稱。15年前，ABB公布了其首個運動控制挑戰(zhàn)——“機器人繞易拉罐”，不僅展示了機器人的速度，其軌跡精度如今在業(yè)界依然難以被超越。

而在今年工博會上，搭載全新機器人控制平臺OmniCore的機器人也完成了新挑戰(zhàn)——“機器人繞紅酒杯”。ABB協(xié)作機器人中國區(qū)負責人吳非向高工機器人介紹，要完成這一挑戰(zhàn)，必須保持機器人的軌跡精度在0.6毫米之內(nèi)，否則容易把玻璃碰碎；并且，這一挑戰(zhàn)是三臺機器人聯(lián)動，那么必然會產(chǎn)生累積誤差，這就對機器人的軌跡精度和規(guī)劃能力提出了非常高的要求；再者，玻璃杯里倒入了紅酒，要保證液體不外灑，就要求機器人擁有強大的低頻抖動抑制能力；多重高要求下，才能保證機器人絲滑且精準地完成整套動作。

高精度協(xié)作機器人大有可為

在ABB看來，Ultra Accuracy滿足了精確定位對保持產(chǎn)品質(zhì)量和運行效率至關重要的應用需求。

如ABB機器人協(xié)作機器人全球負責人Andrea Cassoni所言：“隨著行業(yè)尋求自動化來提高產(chǎn)品質(zhì)量并實現(xiàn)更嚴格的公差、不斷降低質(zhì)量控制中與標準品的最大允許偏差，對能夠以極高精度執(zhí)行任務的機器人的需求與日俱增。通過將超精確的路徑性能與GoFa固有的簡易性、安全性和柔性相結合，Ultra Accuracy為協(xié)作機器人在電子、汽車、航空航天和金屬加工等領域的應用開辟了更多可能性?！?/p>

此類應用包括消費電子產(chǎn)品制造中的粘合和密封、汽車零部件的激光焊接、航空航天制造中的復合材料層以及金屬加工過程中的精密激光切割等。它還可以用于在3D打印構建原型時精確定位增材層，以及在計量應用中進行精確的質(zhì)量檢測。

根據(jù)高工機器人調(diào)研顯示，高精度協(xié)作機器人在焊接、噴涂、涂膠等應用場景中也大有可為。吳非在接受高工機器人調(diào)研時也印證了這一判斷，他以涂膠舉例，在實際應用中，膠條的高低、粗細等都會影響到密封性，因而具有高軌跡精度的機器人就非常適用于3D涂膠，特別是異形件的涂膠，機器人可完成平整的軌跡，進而防止溢膠，增強良率。

吳非還提到，擁有Ultra Accuracy的高精度協(xié)作機器人為市面提供了一套機器人能實現(xiàn)3D打印的解決方案，特別是在陶瓷、精密軸承等領域的應用，據(jù)透露，目前RobotStudio也已開放了針對于3D打印的軟件。

除此之外，Ultra Accuracy的其他優(yōu)勢還包括在精度與速度相結合的同時又能提供全方位的運動范圍。與傳統(tǒng)上用于電子制造的常規(guī)2D桁架系統(tǒng)不同，GoFa協(xié)作機器人在交付時即可在整個工作空間內(nèi)提供完整的6D運動，而無需額外的校準工作，從而提供了可處理更廣泛任務的柔性和移動性。

GoFa的緊湊便攜設計確保了它可以輕松集成到現(xiàn)有的生產(chǎn)線中，而不需要昂貴的定制，與基于桁架的系統(tǒng)相比具有明顯的優(yōu)勢。配置有Ultra Accuracy的GoFa可在最短的安裝和部署時間內(nèi)引入到生產(chǎn)中，因為校準在交付前已在工廠中完成。

Ultra Accuracy和RobotStudio的強強聯(lián)合實現(xiàn)了應用程序的離線編程，仿真與現(xiàn)實之間的匹配率高達99％，無需進行修飾，保證了精確高效的實施。Ultra Accuracy適用于新的GoFa，也可作為現(xiàn)有GoFa協(xié)作機器人的改裝選項。

期待配置Ultra Accuracy的GoFa協(xié)作機器人未來能探索出更多的應用場景，如ABB集團高級副總裁、機器人業(yè)務中國區(qū)總裁韓晨所說：“自ABB機器人進入中國市場30年來，我們持續(xù)引領著中國機器人技術的發(fā)展潮流，未來將助力更多企業(yè)靈活高效地應對挑戰(zhàn)和機遇。