UR20是丹麥優傲機器人不久前推出的首款面向下一代的工業協作機器人産品，優傲機器人稱其為優傲目前性能最佳、工作半徑最長、有效負載最高的協作機器人。

在6月30日，優傲機器人大中華區總裁蘇璧凱（Adam Sobieski）圍繞該系列産品在媒體群訪中回答了記者提問。會後，蘇璧凱就機器人大講堂關注的部分技術問題進行了解答。

精度與負載、臂展大多時候是一組矛盾體，市面上許多機器人負載越大，臂展越小，精度也相應越小，一般而言為了提高負載，機器人本體會采用更大扭矩的機電機構從而變得笨重，協作機器人靈活小巧的優勢受限，機器人控制難度增大，絕對精度會出現一定程度的降低，但UR20卻體現出了不一樣的特征。

UR20自重（含電纜）為64kg，支持20kg的有效負載，覆蓋1750mm的工作半徑，體積變大的同時卻依然實現了±0.05mm的重複定位精度，同時提高了25%的關節扭矩、和65%的關節速度（取決于關節尺寸），綜合這些參數來看，UR20應該是世界領先，重複定位精度可媲美傳統工業機器人的新一代協作機器人。

從UR 10e到UR20，負載提升了約一倍，臂展提升約450mm，精度卻保持了一樣，那麼我們難免會好奇，UR20到底如何實現這種負載、精度、臂展與安全性的均衡？

▍研發始末與細節拆解

蘇璧凱解釋道，這是因為客戶對20kg負載的機器人有很大的需求，同時不希望因為負載增大而犧牲其他性能，如何保證“全都要”，優傲隻能在硬件産品設計和軟件的細節上下功夫。

機器人大講堂通過與一些工程師溝通了解到，UR20的核心或許在于關節模組的變革。因為從外觀上來看，UR20關節軸的過渡連接點不再采用傳統協作機器人的直筒設計，而是在1、6軸處采用了更圓潤的圓柱斜面，2345軸外殼後蓋一方面使得大小模組之間的過渡更加美觀柔順，機械剛度和裝配效率更明顯，另一方面減少了外殼上的孔隙，非常适合電子、食品等對潔淨度要求較高的行業。

外觀的變化與内裡的結構設計有着非常大的關系，在此前有工程師拆解發現優傲機器人模組後端與外殼後蓋連接，大多數機器人這裡都有例如急停等許多功能模塊，而本次關節模組零件減少50%，無疑意味着優傲進一步提高了關鍵模組集成率，把包括外殼螺絲在内的多個零部件簡化，使得表面更加像是一體化成型。

輕量化的設計使得一個單相标準電源插座也足以為UR20供電，而無需特殊的電氣連接或昂貴的接線解決方案，這在能耗和應用靈活性上相對傳統工業機器人無疑更具優勢。

安全性是許多人擔心的問題之一。因為負載意味着關節扭矩需要提高，但為了保證協作機器人的安全性，UR20的軟件增強了運動控制和震動抑制能力，從而在速度和負載提高的情況下，安全性卻沒有損失。同時，為了提升安全性，UR20也重新回到了工業機器人常用的3PE TP安全開關設計。

在采訪中蘇璧凱提到，UR20具有17種可定制的安全功能，包括停止時間和停止距離限制這些獨特的安全功能，同時值得一提的是用戶可利用可編程的安全系統設置安全限制，設定UR20的安全參數以滿足其風險評估要求。

在可靠性方面，UR20在防護等級上達到IP54，關節模組的簡化意味着關節穩定性更高，機器人的作業時間可以得到最大化利用，全方位減少機器的停機時間，簡化了維護成本。

此前優傲機器人在電機性能上一直有着非常強的優勢，采取一體化關節模組在這種優勢上更進一步。蘇璧凱認為，這是由于全世界自動化進程下，機器人新職業提出降低複雜度的要求，因此，大約三年前優傲的研發部門在綜合了大量客戶意見，并結合了優傲積累的豐富經驗以及久經市場驗證的技術，對産品做出了優傲有史以來最大的結構重構。UR20是優傲深耕機器人行業17年取得的成果，優傲能夠清楚地看到全球客戶對此有迫切的需求。

“從最終結果上來看，UR20産品與過去完全不同，關節的整體重新設計并新加入關機模組好處在于使UR20的平均速度增加了30%，這意味着客戶的生産節拍和貨物吞吐量得到提升。” 蘇璧凱說道。這使得UR20在裝配等工作上都可以表現出極強的穩定性，越來越簡單的關節設計也可以使制造過程變得更加有趣、簡單。

▍功能帶來的場景改變

硬件與結構上的改變隻是其中一個競争力的體現，優傲機器人認為，更多的競争力在于UR20的場景可控性。例如針對焊接、碼垛、機器看護等不同客戶的需要，UR20可以提供更快的速度，更大的負載，同時能夠保持高精度。為此優傲機器人不光是在關節上進行重新疊代，在軟件上也去做了一些主動震動抑制優化以及作業速度平滑性優化，最終實現了自适應末端負載變化。

但這樣做的好處非常明顯，以零件搬運為例，有效負載提升後，便能搬運更重的工件，也可以選擇配置兩個或兩個以上的末端執行器，進一步縮短周期時間。20kg的負載能夠滿足大多數搬運的場景，維持高精度則意味着UR20的作業場景并不局限于搬運，1750mm臂展則意味着機器人運動範圍大幅提升，這解決了市面上大多協作機器人領域大負載卻小臂展低精度的問題。

為了節省成本，一些企業會考慮使用一台機器人來同時用于兩條産線的碼垛作業從而最大化投入産出比。之前許多企業曾嘗試做出大負載協作機器人用于跨線搬運碼垛，但由于臂展問題大多會出現箱子體積過大與本體幹涉的問題。UR20提供前所未有的運動控制能力，搞定了長臂展的同時解決慣量過大的問題。

臂展越大無疑對于産線部署的靈活度越高，更大臂展無疑可以部署于大型工作場所中，能在間距較遠的重要位置之間作業，例如在機床行業，機器人可以将構件從一張機床搬到另一張機床，而無需更多增加機器人的軸關節。又例如對于碼垛應用，UR20可以伸到标準托盤上，堆放高度可達2米。對于焊接等場景，更大的工作半徑則意味着能夠擴大工作區域，接觸更大的幾何部件。而精度越高則機器人深入場景的能力越強，因此UR20在點膠、焊接等高精度的場景中的表現也十分出色。

通過軟硬件各個方面的提升，UR20的工具端速度由原來e系列的1m/s提高到2m/s，同時，機器人大講堂了解到，用戶可以把e系列協作機器人的程序/代碼轉移到UR20上，現有的URCap和程序可以在UR20中使用，因為UR20采用相同的PolyScope軟件，現有的UR 認證的URCap也可以用于UR20，這将減少軟件培訓和學習過渡的時間。

▍重新定義協作機器人

關于為什麼要從協作機器人概念走向大負載工業協作機器人？蘇璧凱認為，優傲機器人一直在嘗試創造一個人類與機器人共同工作的世界，而非讓人類像機器人一樣工作。因此大負載協作機器人出現的一大原因之一，就是為了彌補傳統工業機器人在大型汽車制造商、半導體加工、金屬加工、食品與飲料領域無法适應小批量、多品種的快速柔性化生産節奏，以及難以與工人交互且安全協作的問題。

優傲創新性推出UR20這樣一款全新大負載工業協作機器人産品并不代表着輕量化協作機器人時代将結束，反之，優傲一直希望通過全線産品滿足多場景和功能需求。因此對于後續産品是否繼續提升具體負載，優傲表示将繼續對此進行觀察最終視客戶需求而定。

“不管未來的産品是否負載比20千克更大，有一點可以肯定的：我們将繼續重新定義自動化，打造更多像UR20這樣創新的産品，後續新産品将在未來兩年中與大家見面。” 蘇璧凱解釋道。

機器人大講堂了解到，在全球部署超50000台優傲機器人後，優傲機器人對中國市場表現出了強烈的必得之心。目前優傲中國總部在上海，并在北京、深圳和台北設有辦事處。為了進一步配合優傲在中國的發展戰略，今年年初，優傲已經把上海辦公室搬到了靜安國際中心，占據一整層，新辦公室不僅更大，還新增了應用和測試中心。

未來優傲機器人将會在中國持續招聘應用工程專家等優秀的人才，組建一個全球卓越技術中心與優傲全球産品管理和研發團隊緊密協作，确保滿足中國客戶需要的功能，預計下半年招聘速度将進一步加快。

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