協(xié)作機器人，2024年唯一實現(xiàn)兩位數增長的工業(yè)機器人本體品類。

高工機器人產業(yè)研究所（GGII）統(tǒng)計數據顯示，2024年中國協(xié)作機器人市場銷量為4.0萬臺，同比增長27.39%。GGII預計，2025年中國協(xié)作機器人銷量將達到5.03萬臺，同比增長25.75%。

究其原因，一方面是下游行業(yè)的滲透率仍在提升，如在新能源領域的應用有較大突破；另一方面，協(xié)作機器人細分產品迎來快速起量期，如協(xié)作焊接機器人、大負載協(xié)作碼垛機器人等。

特別是大負載，已成為協(xié)作機器人行業(yè)發(fā)展的一個重要方向。

據高工機器人不完全統(tǒng)計，已有超10家協(xié)作機器人企業(yè)推出大負載協(xié)作機器人產品，包括華沿機器人、華盛控、珞石機器人、越疆機器人、節(jié)卡機器人、遨博智能、埃斯頓酷卓、達明機器人、長廣溪智造、法奧機器人、艾利特機器人、中科新松、發(fā)那科、優(yōu)傲機器人等，負載范圍覆蓋20KG-60KG。

20KG成大負載協(xié)作機器人的分水嶺

根據負載不同，通常能將協(xié)作機器人分為輕負載（負載＜7KG）、中負載（7KG≤L＜12KG）、大負載（12KG≤L＜20KG）、超大負載（L≥20KG）。

高工機器人在調研時了解到，目前業(yè)內普遍將20KG作為大負載協(xié)作機器人的分水嶺。而部分企業(yè)將12KG≤L＜20KG定義為大負載，通常是企業(yè)相對自己的小負載而言。

從以上各家企業(yè)推出的協(xié)作機器人負載重量來看，也確實如此。

公開信息顯示，越疆機器人推出了20KG協(xié)作機器人，艾利特機器人推出了25KG協(xié)作機器人，中科新松、法奧機器人、長廣溪智造等推出了30KG協(xié)作機器人，發(fā)那科、優(yōu)傲、埃斯頓酷卓、遨博智能、達明機器人等推出了35KG協(xié)作機器人，節(jié)卡機器人推出了40KG協(xié)作機器人，珞石機器人推出了45KG協(xié)作機器人，華沿機器人推出了50KG協(xié)作機器人，華盛控推出了60KG協(xié)作機器人。

而20kg作為大負載協(xié)作機器人分水嶺，這一標準既源于技術可行性，也基于市場需求。

從技術角度來看，20KG是協(xié)作機器人輕量化設計與負載能力的平衡點。傳統(tǒng)10-15KG機型采用普通鋁合金材料，自重負載比高達5:1；而20KG以上機型通過航空級太空鋁、碳纖維復合材料升級，可將自重負載比降至3:1以下。

以華盛控全新推出的WSC-GD60 Max碼垛機器人為例，采用太空鋁材料，使機身重量從450KG銳減到90KG，降低了80%。再比如華沿機器人推出的S50大負載協(xié)作機器人，采用模塊化減重設計，整機自重降低30%，本體165KG，負載自重比僅1:3。

從市場實踐來看，20KG負載恰好覆蓋了制造業(yè)重型工件搬運、物流倉儲大件包裹等核心場景的基礎需求，成為企業(yè)技術迭代與產品布局的基準線。

值得注意的是，協(xié)作機器人做大負載在技術上也存在諸多難點。

據華盛控市場部吳嘉偉介紹，負載增加時易出現(xiàn)關節(jié)剛性不足、抖動變形等問題，從而影響精度。另外，負載增大還會導致系統(tǒng)慣量陡增，導致傳統(tǒng)伺服控制響應速度下降，出現(xiàn)超調、軌跡偏移等問題。

為此，針對負載增加可能導致的穩(wěn)定性問題，華盛控在機械結構和控制系統(tǒng)上進行了雙重創(chuàng)新。在機械結構上，其通過對關節(jié)部位的特殊強化設計和優(yōu)化布局，提升剛性減少抖動；在控制系統(tǒng)方面，其搭載自適應智能算法，實時響應負載慣量變化，精準調節(jié)伺服參數，避免超調與軌跡偏移。

遨博智能常務副總裁洪帥也表示，協(xié)作機器人要承受大負載，機器人的關節(jié)、臂桿等部件需要足夠堅固和穩(wěn)定，同時還要兼顧輕量化，對材料的選擇及結構優(yōu)化設計要求較高。

此外，洪帥還指出，大負載協(xié)作機器人潛在風險大，需要配備更完善的安全防護措施，如高精度的力傳感器、安全光幕、視覺防護、緊急停止按鈕等，還要開發(fā)復雜的安全控制邏輯，確保在危險情況下能迅速停止或減速。

對此，華沿機器人董事長兼總經理王光能表示認同。他表示，大負載帶來的高慣性要求“預碰撞保護”，而非傳統(tǒng)“接觸即停”模式。例如，通過激光雷達等傳感器實現(xiàn)“未接觸即減速/停止”，避免因慣性過大導致的安全風險。

高工機器人了解到，為確保人機協(xié)同安全，華沿機器人的S50大負載協(xié)作機器人構建了三重安全保護體系，即通過激光雷達360°監(jiān)控環(huán)境，高速模式/安全模式自動切換；采用近覺傳感器能在用戶距離150mm處使機器人完全停止運行；48V安全低壓供電，拖動無觸電風險。

大負載協(xié)作機器人是偽命題嗎？

協(xié)作機器人負載越做越大已然成為趨勢，但業(yè)內也伴有一些質疑聲，比如協(xié)作機器人向大負載發(fā)展是否是偽命題、協(xié)作機器人做大負載是否背離了協(xié)作本質、協(xié)作機器人做大負載是否模糊了與工業(yè)機器人的邊界......

圍繞以上聲音，高工機器人就多家協(xié)作機器人企業(yè)進行了調研，得到的答案是：并非如此。

關于協(xié)作機器人做大負載是“偽命題”，不少企業(yè)通過實踐給出反證。王光能告訴高工機器人，華沿機器人的S50大負載機器人滿載平均功耗低至700W。而有資料顯示，同樣為50KG的傳統(tǒng)工業(yè)機器人，功耗達到2.5kw，甚至更高。

吳嘉偉也表示，大負載協(xié)作機器人的技術可行性已通過材料科學、控制算法與安全設計的突破得到驗證。比如華盛控的50KG協(xié)作機器人采用了太空鋁材料，能耗有效降低40%。疊加配合定制化電機及減速機，相比市面上同等負載的機器人功耗降低30%。

再比如節(jié)卡機器人的40KG工業(yè)協(xié)作機器人，采用sic碳化硅伺服驅動技術，電機控制性能升級，精度提升25%；能量轉換效率提高，實現(xiàn)更低的熱損耗。

節(jié)卡機器人相關負責人表示，大負載產品是基于市場場景推出，20kg負載的協(xié)作機器人產品最初便來源于豐田的需求，后續(xù)又推出了負載可達40kg的大負載產品。

某種程度來看，材料科學、控制算法與安全設計的突破，已打破“負載與靈活性不可兼得”的魔咒。

而當負載提升至20KG以上，安全交互與協(xié)同作業(yè)特性是否背離協(xié)作機器人本質？協(xié)作機器人企業(yè)普遍認為，風險增加恰恰倒逼安全技術升級。

洪帥指出，為保證安全交互，協(xié)作機器人需要更精確的力控制技術、更靈敏的傳感器以及更完善的安全防護系統(tǒng)，如增加力矩傳感器精度、配備冗余安全制動裝置等，以降低風險，確保在與人交互時能及時感知并做出安全響應。

在協(xié)同方面，大負載可能使機器人的運動速度和靈活性下降，這就需要更先進的控制系統(tǒng)來協(xié)調大負載機器人與其他作業(yè)單元的動作，保證協(xié)同作業(yè)的準確性和高效性，如采用多機器人協(xié)同控制算法，優(yōu)化系統(tǒng)的實時通信和任務分配機制。

吳嘉偉則認為，負載提升不是對協(xié)作本質的背離，而是對人機協(xié)作能力的升維拓展。通過安全技術的代際突破與智能算法的持續(xù)進化，大負載協(xié)作機器人正在解鎖“重型作業(yè)場景中人機共融”的全新可能，這正是協(xié)作機器人本質的深化而非異化。

至于協(xié)作機器人模糊了與工業(yè)機器人邊界，協(xié)作機器人企業(yè)坦言，盡管大負載協(xié)作機器人與傳統(tǒng)工業(yè)機器人在碼垛、搬運等場景出現(xiàn)功能重疊，但兩者邊界依然清晰。

王光能表示，兩者存在本質差異。比如，大負載協(xié)作機器人以“人機安全協(xié)同”為核心，通過輕量化設計、多重安全防護及低功耗特性，可填補傳統(tǒng)工業(yè)機器人在柔性場景中的空白。

吳嘉偉也從設計邏輯角度進行了分析，協(xié)作機器人通過輕量化材料與動態(tài)安全算法，實現(xiàn)“即插即用”部署。比如華盛控的50KG協(xié)作碼垛機器人，可直接部署到現(xiàn)有產線，部署到學會操作到正式投產，僅需2小時，而傳統(tǒng)的工業(yè)機器人時間周期則長達2周以上。

再比如節(jié)卡機器人的40KG協(xié)作機器人，采用高集成、大中空、大功率關節(jié)模組，實現(xiàn)更短的維修維護時間，從“周”降至“小時”，擁有更持久的線纜壽命。

因此，在吳嘉偉看來，大負載協(xié)作機器人不是工業(yè)機器人的“模仿者”，而是人機協(xié)作新紀元的定義者。

大負載協(xié)作機器人還能做到多大？

協(xié)作機器人的“重型化”是工業(yè)自動化的必然進階。因此，60KG不是終點。

王光能在接受高工機器人調研時透露：“其實我們已經設計出額定重量為60KG的協(xié)作機器人，但因宣傳較為保守尚未公開發(fā)布。后續(xù)，我們還計劃推出抓取達到更大負載的協(xié)作機器人方案。”

節(jié)卡機器人負責人透露，未來節(jié)卡機器人還會推出60kg和90kg的大負載產品，不僅適用于汽車變速箱上下料，還可用于光伏板抓取搬用、大負載碼垛等場景中，服務廣泛的工業(yè)市場。

吳嘉偉也告訴高工機器人，未來華盛控還將推出70KG、80KG等協(xié)作碼垛機器人。

雖然洪帥并未透露下一個新產品的具體負載重量，但他表示，遨博智能將根據市場需求情況，繼續(xù)提升負載水平，滿足新能源汽車電池搬運、組裝、檢測及碼垛方面的應用需求。

事實上，從20KG到60KG甚至更高，協(xié)作機器人的負載升級不是簡單的參數堆砌，而是人機協(xié)作范式的深層變革。當技術突破解決了剛性不足、安全瓶頸等難題，當市場驗證了物流、汽車、半導體等場景的真實需求，大負載協(xié)作機器人正在重新定義工業(yè)自動化的邊界——它既不是傳統(tǒng)工業(yè)機器人的替代品，也不是輕負載協(xié)作機器人的簡單放大，而是在剛性生產與極致柔性之間開辟的第三條道路。

隨著材料科學、人工智能與傳感器技術的持續(xù)突破，高工機器人有理由相信，大負載協(xié)作機器人將解鎖更多“重型作業(yè)人機共融”的可能，推動工業(yè)生產從“機器換人”向“人機共生”邁進。

對于行業(yè)而言，當下的關鍵不僅是技術攻堅，更是場景定義——如何基于大負載協(xié)作機器人的特性，重構生產流程、優(yōu)化人機分工，這或許是比負載數字本身更值得探索的命題。