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2026-10-29 18:20
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2026年,協作機器人市場出現了一個顯著變化:30kg及以上負載產品開始密集進入主流企業的產品矩陣。據高工機器人不完全統計,僅今年以來,ABB、遨博智能、華沿機器人、節卡機器人、安川電機、臺達、川崎機器人等企業相繼推出30kg以上負載的協作機器人新品。重載協作機器人正在從少數廠商的嘗試,變成多個品牌的集中佈局。
需求端的變化同樣明顯,負載能力大於20kg的超大負載協作機器人,在新能源、物流倉儲、食品包裝等行業的商業化落地進程加速,拉動行業增長的同時,進一步拓寬了協作機器人的應用邊界。
這一輪新品發佈都指向了一個趨勢:協作機器人正在從過去以輕載、靈活、易部署為主的市場認知,向更大負載、更長臂展、更強工況適應能力演進。重載協作機器人要在自重、負載、速度和人機安全之間重新尋找平衡,這對企業的設計能力提出了更高要求。
圍繞這一輪產品發佈,有三個問題值得細看:需求從哪里來,性能如何提升,安全性怎麼得到保障?
碼垛與具身
兩大需求為重載協作鋪路
從供給端看,中低負載市場競爭加劇,正在推動企業向更高負載區間拓展。在檢測、裝配、螺絲鎖付和簡單上下料等應用中,不同品牌產品的基礎功能已逐漸趨同,價格競爭持續加劇。而重載協作機器人對關節扭矩、結構剛性、熱管理和安全系統要求更高,能夠幫助廠商進入技術壁壘和項目價值更高的應用區間。
在應用端,推動產品集中發佈的直接力量來自「碼垛」。碼垛看似標準化程度高,實際場景中卻存在大量傳統自動化難以覆蓋的長尾項目。例如倉儲物流企業經常面臨SKU變化頻繁、產線空間有限、碼垛位置調整以及淡旺季產能波動等問題。傳統碼垛機器人改線成本高,部署靈活的協作機器人正好補上這塊空白。
具體來看,一個裝載了15-20kg物品的紙箱,加上大尺寸真空吸盤、夾爪等末端工具,機器人需要承載的重量很容易超過25kg,再留出加減速和安全余量,30kg負載就成了起步配置。因此只有負載達到30kg以上,纔算拿到中大重量碼垛市場的入場券,可進一步覆蓋糧油、飲料、化工原料等應用。
另一個促進重載協作機器人加快發佈的原因,來自企業具身業務的發展。各大協作機器人企業紛紛發佈人形力控臂和具身智能機器人產品,在「具身進廠干活」的趨勢下,都開始卷單臂負載。因為進入工廠之后,具身智能機器人接手的大多是料箱轉運、拆碼垛、產線供料這類重體力活,單臂負載的大小直接決定了它們能否勝任這些工作。
協作機器人企業在重載關節、驅動和安全控制上的積累,可以平移到具身產品中;具身產品放量之后,又會反過來攤薄重載關節的研發和製造成本。兩條業務線相互支撐,也讓廠商更願意在重載協作機器人上持續投入。
從「舉得起」走向「跑得快」
輕量化與高速化同步推進
在走向高負載的路上,一些企業選擇了工業協作機器人的設計方向,藉助工業機器人的結構設計把負載做得更高,比如華盛控HX6系列協作機器人將最高負載做到了80kg,發那科的CR-35iB協作機器人最高負載可達50kg等。
部分企業則繼續發揮協作機器人簡易部署和柔性換產的優勢,選擇推進協作機器人的輕量化。高工機器人注意到,從去年開始,協作機器人廠商開始更加重視負載自重比,在今年發佈的新品中,減重成了主旋律。
比如遨博智能此前就推出了35kg負載的協作機器人iS35,但今年發佈的G35在保證35kg負載的前提下,自重相比iS35減少了1/3,而且臂展依然維持在2100mm。節卡機器人今年在工博會發布的Zu50協作機器人自重僅160kg,為同級工業機器人的1/3。
重載協作機器人實現「減重」,建立在多個技術環節共同優化之上。一方面,企業通過關節拓撲優化、高強度合金或複合材料,在保證結構剛性的前提下減少冗余重量。另一方面,電機、減速器、制動器和驅動器正在向更高扭矩密度和更高集成度發展。高壓伺服平臺、高功率密度驅動器和更完善的散熱設計,則可以在不大幅增加體積的情況下提高關節輸出能力。
越疆機器人披露,CR30H採用拓撲優化關節結構和高強度材料,並通過提高伺服驅動功率密度、減少零部件數量降低本體重量和熱負荷;遨博G系列則採用48V、96V驅動平臺及永磁製動等設計,在大負載、關節速度和本體重量之間尋找平衡。
在減輕自重之外,重載協作機器人的第二個明顯趨勢是速度提升。
越疆機器人的CR30H最高關節速度達到300°/s,最大TCP速度達到6m/s,配合HyperMove運動控制算法,CR30H在特定碼垛工況下可實現每分鍾10箱的節拍。今年發佈的遨博G35則進一步將腕部關節最高速度提高至336°/s,最高TCP速度達到6.4m/s,在分揀、碼垛和上下料場景中可以做到更高的節拍表現。
從供應鏈看,大尺寸、大扭矩諧波減速器的系列化供應,也為重載協作機器人的開發提供了更多選型空間。協作機器人關節空間緊湊,對於採用諧波減速器的關節方案而言,負載要往上走,關節諧波減速器就必須在有限外徑內承受住更大的扭矩。
諧波減速器企業正在把產品推進到這一區間,比如來福諧波就完成了45、50、58等尺寸段的系列化佈局,開始面向50-60kg級負載的協作機器人機型配套。過去工業機器人才是這類大扭矩減速器的主要客户群體,而重載協作機器人則為其帶來了新的增量。
負載和速度越高
安全越不能只靠碰撞停止
重載協作機器人越接近傳統工業機器人的負載和速度區間,人機協作時的安全風險也就越高。協作機器人攜帶30kg負載和數公斤末端工具高速運行時,即使機械臂具備碰撞檢測能力,發生接觸后再停止,也未必能夠將傷害控制在可接受範圍內。
比如遨博智能就強調,20kg以上負載的非受控運動可能造成嚴重傷害,實際應用中仍根據風險評估配置安全圍欄、光幕或其他防護措施。ABB的PoWa系列,選擇用電流環反饋來實現碰撞檢測的同時,藉助SafeMove這樣的解決方案來實現虛擬屏障。
在重載高速應用中,單純依賴功率和力限制往往不夠,往往需要多傳感器融合技術來保證安全作業。比如華沿機器人的S系列大負載協作機器人,可搭載激光雷達、電子皮膚等多重安全感知模塊,當人員或異物進入機器人工作區域,可主動降速直至停機。
因此,即便這類重載機器人仍被定義為「協作機器人」,也不意味着任何場景下都可以取消安全圍欄,需要驗證的是包括末端工具、工件和周邊設備在內的整套應用系統。對於30kg以上負載的協作機器人,將無接觸式安全感知與碰撞檢測結合起來,比單純提高碰撞靈敏度更具現實意義。
寫在最后
重載協作機器人並不是傳統協作機器人的簡單「放大版」,而是正在形成更清晰的產品演進方向:以更高負載覆蓋碼垛、食品搬運和重型上下料,以輕量化維持靈活部署能力,以更高的末端速度縮小與傳統工業機器人的節拍差距,再通過力控、空間感知和功能安全系統控制安全風險。
當越來越多廠商跨過30kg門檻,市場競爭也將從「有沒有重載產品」,轉向能否跑出更高的節拍、能否保持合理負載自重比,以及能否在真實工況中構建完善的安全方案。對重載協作機器人而言,競爭門檻不只在於額定負載有多大,更在於能否在明確的安全邊界內,持續滿足實際工況對節拍、穩定性和部署效率的要求。
而這些問題,需要本體企業、核心零部件供應商、集成商與終端用户共同尋找答案。
圍繞機器人走進真實產線的技術突破與應用實踐,12月15日至16日,高工機器人誠邀產業鏈同仁蒞臨「2026(第十三屆)高工工業具身智能機器人年會」現場深入交流,從工廠需求出發,探討本體能力升級、具身智能技術與工藝場景的結合路徑,讓技術投入轉化為客户可衡量的生產價值。
*文章封面為AI配圖