三轴机械手编程_三轴机器人

当学Python语言的广告在各类渠道刷屏的时候，艾利特作为协作机器人企业，也在考虑未来能否让更多人也使用这种更易用、更自由的语言去对机器人进行编程。

这是艾利特CS系列总工程师、艾利特CTO孙恺博士在很早前就有的想法，而本次在各大媒体上刷屏的CS系列，正式将这一想法变为了现实。在接受机器人大讲堂关于这款CS系列新品的独家采访时，孙恺博士言语中满是自豪。

（艾利特机器人CTO孙恺博士）

CS系列和小米等流行一时的产品类似，都带有浓厚工程师气息：更易用、更开放。

而编程语言的改变，就是整体开放和易用的结果。

从满足市场回归产品

但这并不是协作机器人市场一开始的认知。

孙恺博士提到，和许多行业工程师一样，艾利特的机器人工程师们也往往更多到考虑产品的前沿方向，一个又一个的全新想法总在他们的脑海里不断冒出。但中国大环境下，企业往往对于带有工程师气息的产品理解比较浅薄，这使得这类产品往往需要向市场妥协。

目前中国的协作机器人市场也是这样一个妥协的产物：为了抢占市场，越来越向工业机器人的传统应用领域迈步。

为了满足市场，将协作机器人负载越做越大；越来越多工艺包；越来越复杂的编程；越来越低的价格。协作机器人企业希望能借助这些改变在市场上跑得更快。

但事实证明，协作机器人市场爆发并不依靠单纯的功能和低价策略，一些早期的国产机器人公司发展至今已经有5、6年历史，但即便是目前销量第一的国产协作机器人企业，在国内的销售额也未达到协作机器人创始者UR的一半，但价格不到UR的50%，这充分说明了目前国产机器人战略不但无法抢占现有协作机器人存量市场，也不能因此开拓可复制的、批量的应用场景。

销售策略决定了企业跑多快，而商业模式才会决定企业未来能走多远。

因此艾利特选择了重新定义协作机器人的商业模式，提出了平台级概念。艾利特认为，从UR的发展中可以看到，随着技术和产品的迭代，平台效应才能带来可目测市场之外的增长。

在产品上，艾利特则还原协作机器人创立之初工程师的初衷——协作机器人架构的改变是从应用层开始，而不是从需求层开始。因此协作机器人应该作为一项开源和可扩展的品类，其应用的想象力和丰富度远胜传统工业机器人。企业应该从产品出发实现应用拓展，才能真正将机器人做成如个人电脑一样的现象级产品。

基于上述任职，艾利特CS系列协作机器人将产品力和市场性进行了交融，笔者相信，这将完成一次国产协作机器人市场的变革。

颠覆式转型，平台级产品

从控制器到工业机器人，再转到协作机器人，熟悉艾利特的人都知道，这种转变本身就意味着一种颠覆式的创新。

作为有着17年技术积累的协作机器人厂商，ELITE艾利特机器人在2018年工博会推出协作机器人后，在2019年全面收敛产品专注协作机器人赛道，并于2020年第三季度推出了这款平台级CS（Cobots Superior）协作式机器人新品。用意再明显不过——坚定押注在协作机器人赛道。

孙恺博士回忆到，一开始艾利特和很多人一样，认为协作机器人的唯一特性在于安全性，但在聚焦协作机器人并暂停了过去的产品后，才发现目前国内协作机器人，很少考虑协作机器人的架构，因此在架构设计之初就缺乏对于产品的工程理解。

艾利特在逐渐收缩产品时结合自己的实践经验发现，协作机器人在目前发展过程中还只是一个实现自动化的工具。而引爆协作机器人市场需要包括机器人原厂、机器人配件及生态、 集成商、终端用户等上中下游企业的协同——暨核心部件足够成熟，同时应用工艺逐步积累，集成商在垂直行业深度开发。

得益于在方向上的聚焦和从产品到生态理解的逐步深入，在新产品上，CS系列做了新的架构改变，完全颠覆了原先的产品架构，并根据客户需求和过去经验做了非常大的生态模式调整，同时在开放性和应用性上更加重视，这才使得CS系列这样一款工程级产品能够得以大放异彩。

（ELITE现有产品线）

“把过去多年的市场认识和经验集中体现出来，让工程师把产品和平台的理念融入，才有了这款产品的全面升级。”孙恺对机器人大讲堂说。艾利特CS系列开始以产品为核心，围绕产品加强平台建设，从而更好实现客户开发。

这不是单纯的概念空谈，而是基于在过去两年的生产销售和开发经历中，艾利特的工程师清楚认识到了协作和工业机器人的巨大区别。工业机器人更适合传统大批量生产，协作机器人相对而言更适合小批量多品种的柔性制造，因为在协作机器人推出之初，就一直强调改变人机关系，适应更为灵活多变的生产方式。

新产品为了更加符合协作机器人的初衷和所蕴含的工程师理念，CS系列新产品在软硬件上很好体现了这种平台级的开放性和和可扩展性。

更灵活的语言形式

在软件上，CS系列产品的语言架构层面做了非常大的变化，这使得协作机器人拥有了更高灵活性。

在原先很多企业的机器人架构中，Python语言往往只是作为一种标准性语言之外的拓展性功能语言。而在艾利特CS系列产品中，Python语言被作为了标准语言，同时支持在Python语言上进行更深度的功能性拓展！同时艾利特在软硬件上做了非常强的定制化，从而支持更广泛的机器人指令。

（ELITE现有产品线用于3C电子行业搬运场景）

这是艾利特产品工程师基于一些多品种小批量中小企业对于机器人应用现状而进行的架构设计：在大多数中小企业，机器人工程师数量少，机器人编程操作经验薄弱，因此通过一种更加通用型的语言能使得这些企业工程师的学习成本更小，维护成本更低，这无疑将提升企业和集成商的工作效率。

众所周知的是，Python语言本身学习资料非常全，且阅读学习起点比较低，因此CS系列机器人使用完全开放的Python语言，也能够让原先电脑编程的人才快速适应，这意味着许多从事电脑软件编程的工程师，能够直接转到机器人编程开发上来。这将解决目前机器人行业很大一部分人才匮乏难题！

更加流行的Python语言使得CS系列与传统的机器人产品不同，因为语言的应用人群更广，使得机器人的扩展性因此更强。因为集中到一个语言环境上，机器人功能会更多样，灵活性更强，开放性也更强。

这种扩展性提升无疑是几年以来艾利特产品最为灵活的一次改变。在原先产品中，艾利特和许多国产机器人一样，都只是单一的语言环境，同时不断为了提高性能，增多语言形式，这无形增加了用户的学习和使用成本，也使得协作机器人越来越像工业机器人。

艾利特孙恺博士对机器人大讲堂提到，本次CS系列就集中到一个语言环境，对于企业用户和工程师来说更加友好，因为只需要一个语言环境，就能实现多种功能开发。这种开放性的条件下，企业工程师只需要掌握一个语言，学一次，就能在示教应用到维护上都变得更加容易，工程师还能以此语言为基础，对机器人进行相关指令的拓展和延伸，因为Python语言目前的使用范围广，扩展性更强，使得有更多的工程师也能够上手开发。

不仅于此，艾利特孙恺博士透露，CS系列也支持第三方使用JAVA语言实现扩展包以增强功能。

模块化指令

除了使用目前覆盖范围更广的Python语言作为主要语言，CS系列的产品工程师也考虑到，协作机器人作为一种通用工业机器人的类型，应用面必然非常广泛，需求也非常广，各行各业都有各种独特工艺，艾利特很难一次满足所有的工艺。

考虑到这些因素，CS系列产品的软件做出了模块化框架，通过模块化的平台和框架，能更好支持第三方在框架上进行二次开发相关的软件产品。除此之外，为了配合软件的开放性，艾利特在示教界面上，也采用了全新的界面，提供了更加特性化的编程方式，采用了指令块的概念，指令块由多条python语言代码组成，对于常规应用，不用管语言，只需要做一些指令块的选择就可以完成，这大大减少了编程难度。对于一些简单的示教，集成商可以通过选择内置指令块来进行相关工艺的处理，从而进行更深度的工艺开发，也可以采取生态合作的方式进行应用的开发，制作自定义指令块实现复杂的工艺。

（ELITE现有产品线用于汽车行业视觉检测场景）

如果使用简单的示教器和一般方式指令块，还尚且不能完全满足这种复杂的需求，集成商也可以通过控制器直接进行企业产线需求的解决，即直接下达通讯命令控制器人控制器的动作运行，为此，CS系列将外部通信数据的刷新率提高到500Hz，通过增加对外通讯频率，同时支持Profinet, EthernetIP, ModbusRTU/TCP等多种总线通讯，为客户和集成商的特殊应用提供更大的自由度。

硬件带来的改变

在硬件上，简单易用的工程师思想也影响着CS系列产品，通过对新品关节机械连接结构做出改进，CS系列产品能够实现只需10分钟就可对各关节进行迅速更换。

对于传统机器人，机器人在产线上一旦发生一些原因造成的损坏，必然造成产线停工，这时机器人的维护性非常重要，而快速拆装能够很短时间解决问题，对企业来说无疑也非常有吸引力，同时这也能提升机器人的工作效率。

在原先艾利特协作机器人，机械关节上拆装工作量较大，因此在新的产品上，工程师对CS系列产品的关节连杆结构进行了创新性设计，简化了拆卸和安装的步骤，将原先需要的材料也做了进一步简化，这对于专业技术要求实现了一定程度的降低，通过这些改变，使得企业和集成商拆装的时间缩短非常多。

孙恺博士认为，协作机器人想要大批量生产，并应用到各行各业进行大规模推广，维护成本必须要降低。“如果未来将来有一天普通人也能完成更换机器人关节，那时机器人走进寻常百姓家也将不再是问题。”孙恺博士对机器人大讲堂说。因此艾利特在关节硬件上进行了极致的创新，希望将这个功能尽量大化，使得维护成本更小。

更安全

除了这些，同样值得注意的是，CS系列新品里面安全性一直是作为基本特性。

从一开始机械结构到软硬件，艾利特都考虑到了非常严格的安全等级。孙恺博士透露，目前CS系列采用多项原创硬件专利技术，进一步提升了安全性，除了设计符合EN ISO 10218-1、ENISO 13849 cat3 PLd、TS/ISO 15066标准。在硬件上例如伺服驱动，也都采用了更高的安全等级，同时采用了双处理器架构，这意味着随着机器人整体的安全性得到进一步保障。

（ELITE现有产品线用于挖掘机远程操作）

同时CS系列新品也在控制器软件里也增加了一些安全功能，例如肘部速度和位置，速度增量判断等都有了较大的提升，在速度和动量上增加了更多的限制，实现了利用动量不只是考虑停止动作，而是进一步提高了停止性能。

这对于硬件，对于算法都有非常多的要求，和国内外的同行相比，在安全功能上艾利特确实走到了国际前列。

未来与期望

在采访中，孙恺博士也提到，目前艾利特已经开始认识到，协作机器人与传统工业机器人本质上将是一种互补的关系，“协作化”也是未来工业机器人发展的一个重要趋势。因为协作机器人的四大特点——安全、高效、易用、灵活催生了许多传统工业机器人无法进入的新领域的应用（例如复合机器人），同时在例如搬运、组装一些传统机器人的战场，协作机器人轻量化、安全友好、灵活部署的差异化优势也有能力替代传统方案。

而满足安全性、灵活性、易用性和拓展性的CS系列推出也意味着，艾利特正开始专注本体厂商的工作，不断追求更高的技术目标，深化产品力，并且用前瞻性的眼光定义和规划足以满足未来需求的协作机器人产品，不断致力于做最简单易用的协作机器人和平台化的产品，从而帮助集成商和用户降低机器人集成和使用的门槛，将协作机器人市场变为一个现象级的市场，最终促使机器人走向消费级市场。

尽管在整个自动化推进过程中，协作机器人的应用周期相对较长，需要逐步打磨，但协作机器人技术发展至今，已经开始显现其平台化的优势，到了可以突破一些关键场景的阶段。

我们相信在艾利特等协作机器人企业的共同创新和努力下，在不久的将来，协作机器人真正进入高速发展阶段的那一天并不遥远。