《协作机器人（Cobot）技术及市场-2022版》
2022-09-11 07:43:52   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

Collaborative Robots (Cobots) 2023-2043

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协作机器人（Cobot）是一类新兴机器人，过去十年来展现了显著的发展势头。与需要物理围栏的传统工业机器人不同，协作机器人可以在没有物理隔离的情况下与人类操作员并肩工作，从而减少占用空间。因此，协作机器人凭借成本低、占地面积小、易用性、灵活性和低功耗，成为中小型企业（SME）的理想选择。

大型企业有意推动人类工人重返制造业，预计在未来20年内，将会越来越多地应用协作机器人。协作机器人可用于完成各种任务，包括包装、码垛、机器维护以及多个行业的质量检查，如汽车制造、食品饮料、电子产业、酒店和医疗保健等。

传统工业机器人对比协作机器人

据麦姆斯咨询介绍，英国知名研究公司IDTechEx在这份最新发布的报告中全面调研了上述协作机器人应用，深入分析了关键的使能技术、厂商及市场，并对未来20年的技术趋势和市场发展进行了详细预测。

基于有效载荷、可及性和可重复性，对具有六自由度的商用协作机器人进行粒度分析

汽车制造业应用的协作机器人

汽车制造业作为协作机器人最突出的应用，它们可以完成汽车装配和表面抛光等一系列任务。随着电动汽车的日益普及，许多现有的汽车生产线需要改装或改造。目前，大型汽车制造商的痛点之一是，如果一个工业机器人发生故障，整个生产线必须关停，以确保检查期间操作员的安全。

这一过程可能导致大量的停机成本。因而，协作机器人有望成为更理想的解决方案，因为人类操作员可以在不影响其他机器人的情况下与协作机器人密切合作。与此同时，大型汽车制造商（如奥迪、大众等）提出了“智慧工厂”概念，旨在通过改善人机交互来提高生产的灵活性。由于其灵活性，IDTechEx预测未来二十年汽车制造业的协作机器人的平均复合年增长率将达到27.2%。

IDTechEx在本报告中对上述应用进行了深入分析，包括挑战、地方政策的影响（欧洲、亚洲、美国）、大型汽车制造商策略、市场规模以及汽车制造业中协作机器人的销量等

食品饮料行业应用的协作机器人

现代食品工业正在向需要提高生产灵活性的高混合小批量（HMLV）生产转型。HMLV制造，也称为订单制造，是小批量生产多种产品的过程。食品组合的不断增加导致对包装需求的激增。在2022年的当下，大多数包装仍然是由手工完成的。

然而，由于新冠疫情、边境关闭和劳动力短缺，许多食品供应商已经开始考虑通过采用协作机器人来实现食品包装过程的自动化。由于包装需要低负载、高灵活性的机器人，因此可能成为协作机器人的理想用例。尽管食品和饮料行业在历史上一直不是协作机器人的主要目标行业，但IDTechEx观察到，越来越多的协作机器人制造商开始采用长尾战略，并在未来20年内加大对食品和饮料行业的投入。本报告对上述应用进行了分析，包括案例研究，以及中小企业的担忧及其解决办法。

电子产业应用的协作机器人

电子产业是协作机器人的新兴应用领域。协作机器人的主要任务包括电子产品的质量检测，例如智能手机芯片检测、PCB检测以及电脑处理器检测等等。尽管业界认为智能手机和个人电脑的年出货量未来二十年将保持稳定甚至略有下降，但IDTechEx认为，由于对其他电子产品的需求增加，全球对PCB的需求将持续上升。

此外，与人工检测相比，使用协作机器人进行电子检测可以显著提高效率和准确性，并将潜在的人为错误降至最低。然而，尽管有所增长，IDTechEx认为，协作机器人在电子产业的应用增长速度不会像上述应用领域那样快。

本报告对协作机器人在电子产业的应用进行了分析，包括用例、大型电子厂商的投资及其影响。

医疗保健和酒店业应用的协作机器人

医疗保健和酒店业也是协作机器人的新兴应用领域。该领域的一个子领域是外科应用中的协作机器人，外科医生可以远程控制协作机器人执行外科手术。此外，移动协作机器人还可以广泛用于护理和疗养，为理疗工作者提供支持。

作为一个新兴应用，IDTechEx已经注意到这一领域的投资不断增加。本报告包括了该领域的用例以及挑战和解决方案。

新兴技术——传感器

传感器是协作机器人最重要的使能技术之一。协作机器人中最典型的传感器是用于安全的扭矩传感器，其中预先设置了传感器值的范围，如果发生碰撞，这些值将超过范围，从而触发机器人的紧急停机。

协作机器人应用的飞行时间（ToF）传感器

此外，IDTechEx还注意到许多提高安全性的新兴传感器（如触觉、接近感测等），不过，目前还尚未在市场上大规模应用。IDTechEx报告详细分析了扭矩传感器、电容传感器和接近传感器等传感技术。

新兴技术——末端执行器

末端执行器，也即机械手臂末端工具，旨在使机器人能够与其任务进行交互。根据驱动原理，末端执行器可分为机械或机电组件。典型的末端执行器包括夹具、加工工具和传感器。IDTechEx认为，随着协作机器人的应用普及，末端执行器市场将持续增长。不过，由于不同协作机器人可以共享末端执行器，预计末端执行器市场将比协作机器人市场更早饱和。

末端执行器市场分析

本报告调研了这些末端执行器，包括真空夹具、机械夹具、气动夹具和磁性夹具等，以及这些技术各自的优缺点。

协作机器人市场快速增长，从2021年到2025年预计将实现近三倍增长

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