協作機器人是一種可以與人類在共享工作環境中進行物理交互的機器人，它們設計靈活，安全易用，能夠在保持人類與機器之間協同互動的同時提高生產效率，改變了傳統生產線的固定作業模式。

近年來，隨著智能制造和工業5.0的快速發展，協作機器人在汽車、電子、物流、醫療等行業都有著批量化應用。2021年以來，中國已成為全球最大的協作機器人市場，MIR DATABANK數據表明，2024-2026年協作機器人將邁向更快增長通道。各大機器人制造商紛紛推出自己的協作機器人產品，市場競爭日趨激烈，協作機器人在性能、功能和成本方面也在不斷優化和提升。

(數據來源：MIR DATABANK)

目前，中國的協作機器人行業產品和技術呈現出哪些典型特征?有哪些突出企業?本文綜合對比了市場上多家主流協作機器人廠商，橫向評估了企業產品在性能、功能表現的數據，發現國內部分協作機器人廠商的產品目前已經展現高端性特征，具有相當可觀的全球化競爭優勢。

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主流廠商研發趨勢

MIR認為，2023年協作機器人市場競爭的典型特點可以概括為一句話：性能邁向高端化，價格趨于平民化。在發那科、庫卡等各大傳統工業機器人制造商踐行“多生孩子好打架”、“見縫插針”的全品類產品戰略下，不同型號、規格和功能的協作機器人也越來越多，從而滿足不同行業和應用場景的需求。國產工業機器人廠商如捷勃特也緊隨其后，同樣推出協作機器人產品，并積極融入了主流新技術，在性能表現和性價比方面不斷進行優化和提升。

協作機器人的核心評價指標不僅包括運動軌跡精度、速度、重復定位精度、負載能力與作業范圍等傳統指標，還包括人機交互能力、編程易用性、安全性、環境感知與場景適應性等新興指標，以及國際上新興的動力性能與能耗、技術開放性等附加指標。

縱觀中國協作機器人行業近年來的發展歷程，在精度方面的進步無疑最為直觀，多家廠商在定位精度和重復定位精度方面表現差異已經不大。例如節卡、珞石等品牌主力型號的協作機器人精度提升有目共睹，而以捷勃特為代表的后起之秀，整機重復定位精度同樣能夠達到±0.02mm，并能直接與優傲機器人、鈕祿美卡等國際頂尖廠商形成分庭抗禮的姿態。精度這個小參數背后，恰恰體現了國內協作機器人企業在研發實力上的穩步提升。

在研發實力不斷增強的基礎上，一個很顯著的趨勢是協作機器人的高端化進程在不斷加速。這表現為由于市場競爭激烈，目前市場上主流的協作機器人產品，都正嘗試提升產品配置與規格，提升可靠性指標，并優化無故障時間(MTBF)和平均修復時間(MTTR)。

可以發現一些品牌如優傲、遨博、大族的協作機器人，近年來負載能力就因此不斷加高，臂展變長，自重卻開始變輕。這其實是部分廠商開始采用精密的機械結構，如輕質而堅固的鋁合金材料，以及經過精確計算和優化的連桿長度和關節配置，從而期望達到更高的運動靈活性和精度。這種輕量化設計使得協作機器人在產線更替時更具靈活性，能夠實現即插即用，即搬即走。

而另外一部分廠商，則不僅僅是外觀材料和結構設計的優化，還開始從內部架構上進行了調整。例如法奧、達明、庫卡等企業，就嘗試采用標準化組件，重點優化了包括電機效率、閑置功耗、能量回收系統等因素，并嘗試提高機器人對灰塵、潮濕和極端溫度等惡劣環境條件的抵抗力。

目前看來，改進后對于協作機器人性能提升效果最為明顯的還是在核心零部件領域，尤其驅控系統的優化。2023年以來，市場上例如捷勃特、珞石、非夕等企業的一部分高端協作機器人，開始配備高性能的伺服電機和減速器，例如，捷勃特協作機器人采用多摩川無框電機、綠的諧波減速機等一線品牌零部件，以及自研單芯片多軸驅控一體運動控制器，并通過優化設計和集成的方式實現驅控一體化。這為協作機器人提供更大的扭矩和更快的響應速度，并實現更快速、更準確的動作執行。而他們所采取的主流做法就是將包括編碼器、驅動器、減速器、電機、制動器等驅動關節的所有零部件集成為一體化產品，并通過自研一部分部件，從而實現運動控制的持續優化。

國內外協作機器人產品性能對比

(數據來源：捷勃特)

之所以要自主研發核心部件，我們通過捷勃特機器人單芯片驅控一體控制器(SCIMC)帶來的產品性能差異就能感受地非常明顯。就原理上而言，這是由于機器人運動本質上依靠于運動控制器和伺服控制器，兩者之間依靠工業總線聯系。雖然工業總線能夠讓運動規劃和電機控制之間的交互信息變多，支持復雜的控制算法，但是也會在多任務點規劃時，出現延時性、同步性問題，這造成了機器人在精度、安全性等性能走向高端化場景存在一定缺陷。

在2023年，捷勃特、珞石等企業就找到了這種問題存在的根結，并嘗試在控制這個核心層面通過打破工業總線的瓶頸，擺脫對英特爾X86處理器、微軟Windows操作系統的依賴。捷勃特目前的協作機器人GBT-C5A，就已經成功實現自定義通信架構，解決了絕對延遲問題，與國外品牌站在了同一水平線。這種通過實現真正的自主可控技術，打破國外的品牌壟斷的方式，正在協作機器人領域越來越多體現。

當然，自研部件更是為國產機器人帶來了超乎尋常的價格優勢。綜合市場上大部分協作機器人品牌的價格來看，能夠批量化出貨的品牌大多價格已經來到了10萬元的水平線，制造商積極在性能、功能和成本之間找到更好的平衡點，以滿足不同行業和應用場景的需求。像捷勃特等掌握核心技術的企業，更是在一些小公斤級產品上，已經做到了世界一流白菜價。

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場景需求拉動功能優化

越來越高的配置，越來越低的價格，在絕對的性價比面前，國產協作機器人的市場占有率正穩步提升。例如節卡、艾利特、珞石等部分企業，更是已經走向國際化，前往日本、歐洲、美國等地“反向輸出”。

當然，一些老牌機器人廠商在高端協作機器人領域仍然有著工藝和解決方案的優勢。如發那科的協作機器人產品就具有特有的刀片補償功能，使得機器人在精加工切割過程中能夠保持更高的精度，這使得在部分工藝上，“四大家族”的協作機器人產品依然有著很不錯的市場。

這種技術優勢在越來越快速的技術迭代和人才流動下，所保持的領先身位越來越小。在近年來，我們開始看到協作機器人除了工業市場之外，開始越來越多進入到新零售、醫療，甚至食品加工或戶外農業等領域，這使得除了傳統核心零部件，傳感器與感知技術的進步則是另外一項重要標志。而國內部分走向高端化的機器人更積極開始配備多種高精度傳感器，如高分辨率的力覺傳感器、視覺傳感器等，以實現更精細的環境感知和負載控制，完成更復雜的操作和任務。

同時，國內一直以來將安全性和易用性作為協作機器人的核心競爭力，國內所有協作機器人幾乎都配備了多種安全功能，如碰撞檢測、緊急停止等，以確保人類與機器人之間的安全互動。同時，協作機器人的操作界面簡單直觀，易于學習和使用，這使得它們成為許多企業的首選，節卡、越疆、捷勃特等企業所自研的核心零部件，更是將作業安全性和可靠性帶上了新的臺階。

例如捷勃特就開發了一種“超閉環”控制技術，該技術主要利用SCIMC架構，在超高的頻率下實現全手臂閉環(超閉環)，在閉環過程中融合了所有關節多種傳感器的信息，同時嵌入了整機的系統動力學和運動學算法進行綜合計算，并以超高刷新頻率更新各個關節的出力。該技術不僅可以實現手臂全局范圍內的力感知和行動約束，還可以讓手臂的末端在特定的自由度上表現出順應性(低剛度)而在特定的自由度上表現為高剛性?；诖隧椉夹g，可以實現需要“手感”的柔順裝配，無力傳感器也可實現空間自由度約束下的拖動示教。

這意味著無論是在工業機器人垂直行業例如汽車制造、3C電子等領域，還在醫療保健、物流等新興關鍵細分市場，協作機器人都開始有了更大的用武之地。部分企業的高端協作機器人還支持多種通信協議和接口，方便與其他設備和系統進行集成和擴展，這使得它們能夠適應更多元化、更復雜的生產環境。

不僅僅如此，例如ABB、思靈等另外一部分制造商，則正積極構建協作機器人生態系統，探索直觀的編程界面和離線編程功能的可用性，并嘗試優化與ROS(機器人操作系統)等行業標準的兼容性以及對OPC UA等通信協議的支持，以無縫集成到現有的自動化生態系統中，為用戶提供更加全面和高效的解決方案。

也有例如長廣溪等另外一些廠商的協作機器人在速度方面也有不錯的表現。他們試圖通過優化編程和路徑規劃來提高工作效率，在保持協作機器人高精度和負載的同時，打破協作機器人的速度瓶頸，從而更好地為當前愈發廣泛的需求市場服務。

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結語與未來

總體來看，全球協作機器人產品性能方面表現正愈發出色，不斷朝著高精度、高效率、高安全性和高易用性等方向突破。

在這種大趨勢下，一部分企業開始探索更高精度和性能的路線，另一部分則走向追求成本效益和易用性的道路，從而形成了不同的技術條線和戰略選擇，導致協作機器人在產品性能、技術路線和成本效益等方面已經呈現出多元化的特點，不同品牌和型號的協作機器人在性能方面出現了一定的差異。但總體來說，市場上的協作機器人企業，都正在共同探索著協作機器人這個品種的更大市場潛力，從各類底層技術中尋找著配置、規格、性能表現、先進技術開放性的最優解。

我們預計，在未來的5-10年內，隨著廠商對于協作機器人核心技術的不斷掌握，下游市場的不斷拓展打開，協作機器人有望融入更多新興技術，具備更強的自主學習和決策能力，實現更高級別的智能化生產，未來在更多領域得到應用和推廣，這將不僅僅為工業自動化領域帶來更大的變革和發展機遇，還會誕生更大的想象空間。而掌握自主可控核心技術，兼顧兩條路線的協作機器人廠商，有機會跑在全球市場的前列。