协作机器人还是工业机器人?2026 年选型对比

Cobot am Montageplatz und klassischer Industrieroboter in einer abgesicherten Zelle [图像内容由人工智能生成]



协作机器人还是经典工业机器人? 到了 2026 年,这个问题将不再由颜色、尺寸或防护围栏来决定。 与几年前相比,现代机器人系统在负载能力、范围、传感器和操作方面重叠更多。 真正的区别在于计划的应用:机器人应该在安全的单元中高速工作并获得最大的循环性能,还是应该在人们经常进入或与他们共享的工作区域中灵活使用?

优傲机器人 (Universal Robots) 2020 年的一项较早比较将协作机器人主要描述为紧凑、易于编程且可无障碍使用,而经典工业机器人则被描述为大型、永久安装且难以编程。 这个基本方向是可以理解的,但对于今天的投资决策来说已经不够了。 经典机器人现在也更容易编程,并且具有摄像头、电源和安全功能。 同时,协作机器人可能还需要防护围栏或其他防护装置,具体取决于夹具、工件和工艺。

简短的回答

协作机器人 对于各种流程、频繁的产品更换、有限的占地面积以及人类和机器人在时间或空间上共享同一工作区域的应用特别有趣。 经典工业机器人 仍然是最高速度、高负载能力、长距离、高风险工艺和持续高产量的首选。 介于两者之间的是越来越多的混合单元:只要危险区域没有人类,带有扫描仪、摄像头或安全传感器的易于编程的机器人就会快速工作,一旦有人接近,就会以受控方式降低其性能。

协作机器人到底是什么?

协作机器人是专为协作应用而设计的工业机器人。 从技术上讲,“协作”不仅仅指机器人手臂,而是指整个应用程序。 这包括控制、夹具、工具、工件、夹具、环境和员工的任务。 带有锋利边缘部件的圆形限力臂可能会产生危险的应用。 相反,具有适当安全技术的功能强大的经典机器人可以在某些操作模式下以受控方式与人们共享工作空间。

典型的协作机器人具有限制速度、力、功率、位置或动量的安全相关功能。 许多模型可以手动示教并使用图形界面进行编程。 这降低了进入门槛,但并不能取代流程知识或专业整合。 您可以在我们的概述中找到有关设计和应用领域的基础知识 工业机器人的类型 以及 Alpha Bionic 部分 协作机器人

协作机器人和工业机器人比较

标准 面向协作机器人的应用 经典机器人单元
主要目标 灵活性、快速转换、贴近人群 最高生产率、可重复性和工艺性能
速度 出于安全原因,协作操作通常会减少 安全单元内的高路径和轴速度
负载能力和范围 今天比以前大得多;根据型号的不同,可达中间两位数千克范围 选择范围非常广,可达数百公斤且射程远
脚印 如果风险评估允许,可以采用紧凑型设计 防护围栏、门、扫描仪或其他防护装置需要额外的空间
编程 通常以图形方式、使用手动指导和预配置组件 强大的离线编程、仿真和制造商特定的工程工具
典型批量 中小型系列,品种繁多 中型至超大型系列和稳定的工艺
一体化 可以很快,但仍然是完整的机器集成 通常需要更高的工程工作量,但可以最大限度地优化
安全 没有围栏的自由;整体应用评估 主要是空间隔离,越来越多地辅以自适应安全概念

安全性:与 2020 年相比最重要的区别

“协作机器人等于安全,工业机器人等于危险”这种说法太粗暴了。 优傲机器人本身在其当前文档中指出,集成商必须对整个应用程序进行风险评估。 工具、工件、夹点、掉落部件、工艺介质和可预见的误用与手臂一样重要。 尽管机器人的力有限,但焊接、打磨、切割或处理锋利边缘的板材可能需要额外的保护措施。

自2025年成立 ISO 10218-1:2025 用于工业机器人和 ISO 10218-2:2025 针对机器人应用和细胞的更新的国际框架。 保持互补 ISO/TS 15066:2016 与协作应用程序相关;该规范已确认,但根据 ISO 正在修订。 在实践中,区分了四个概念:安全级监控停止、手动引导、速度和距离监控以及功率和力限制。

现代机器人单元可以结合多个概念。 例如,安全激光扫描仪可以检测到有人接近。 机器人最初会降低速度,只有在低于定义的保护距离时才会停止。 力-扭矩传感器、摄像机和其他测量源提供过程数据;我们的文章解释了如何组合这些信息 机器人技术中的传感器融合

性能限制正在发生变化

负载能力和到达范围的差距变得更小。 作为一个具体的市场例子,Universal Robots 现在表示 UR30 的某些动作的负载能力高达 35 公斤,伸展范围为 1,300 毫米。 这使得码垛、机器装载和拧紧过程成为可能,而这些过程以前被认为是经典机器人的领域。 尽管如此,物理学仍然至关重要:更高的有效载荷、速度和射程会增加可能的碰撞能量,并且根据系统的不同,会延长所需的停止距离。

当需要非常短的循环时间、高刚性、重型工具或大工作空间时,经典工业机器人仍然具有优势。 在车身车间、铸造厂、高速取放或重型点焊中,安全单元通常不仅速度更快,而且在经济性和安全性方面也更加清晰。 然而,对于手动机器装载、质量检查、小零件装配或改变焊接任务,简单地转换协作机器人可以创造比最高理论轴速度更多的价值。

双方的编程都变得更加容易

协作机器人已经普及了图形用户界面、手动指导和组件生态系统。 传统制造商现在正在采用其中许多想法。 与此同时,一旦集成了摄像头、传送带技术、换刀装置、PLC 通信、质量数据或多台机器,协作机器人工程就会变得更加复杂。 “在几个小时内完成编程”对于演示者来说可能是正确的;强大的生产系统还需要错误管理、重启策略、用户权限、备份、维护和验证。

趋势是离线编程和数字孪生。 路径、范围、碰撞和循环时间在施工前进行模拟。 视觉系统定位工件,而基于人工智能的功能则识别变体或建议抓取点。 这改变了选择问题:不仅仅是手臂,软件、接口、数据访问、合作伙伴网络和兼容工具也决定了长期的灵活性。 我们的文章涵盖了驱动器的技术基础知识 机器人中的执行器

哪些应用程序适合哪些概念?

协作机器人的典型优势

  • 通过更换零件和可管理的循环时间进行机器进给
  • 在不符合人体工程学的区域进行拧紧、点胶和组装
  • 适用于小批量和频繁产品更换的灵活焊接单元
  • 使用摄像头、测量探头或 3D 传感器进行质量检查
  • 通过适当的安全设计在密闭空间内码垛
  • 当设备可以以可重复的方式设置时,移动或临时自动化

经典机器人的典型优势

  • 高速处理和包装,周期时间短
  • 重型部件、长距离和高力矩负载
  • 焊接、喷漆、切割和其他固有危险工艺
  • 24/7 生产稳定的产品,产量最大
  • 恶劣环境、高温、灰尘或特殊类型的保护
  • 具有紧密同步运动的复杂多机器人单元

经济效益:不数手臂,只数过程

机器人的购买价格只是投资的一部分。 总拥有成本包括夹具、相机、固定装置、安全技术、工程、培训、CE 合规性、维护、备件和计划生产中断。 如果零件提供不准确并且需要复杂的视觉系统,那么廉价的协作机器人就会变得昂贵。 另一方面,如果其较高的吞吐量可以安全地使用多年,则较大的传统机器人单元可能是更经济的解决方案。

首次生产性使用的较低门槛通常有利于协作机器人。 它们可以补充现有的手动站并逐步扩展。 国际机器人联合会报告称,到 2023 年,协作机器人将占全球工业机器人安装量的 10.5%。 与此同时,IFR 强调协作机器人是对传统机器人的补充,而不是取代传统机器人:传统系统由于速度更快,仍然是利润和周期时间关键生产的核心。

在发布之前,企业应该考虑三种场景:当前的手动流程、灵活的协作机器人解决方案和高生产力的传统机器人单元。 对单位数量、型号、人员可用性和利用率的敏感性分析比单个摊销数字更有意义。 您可以在我们的文章中找到有关另类投资模型的信息 为协作机器人提供融资并灵活使用它们

做出正确决定的八个问题

  1. 过程的稳定性如何? 在选择机器人之前,必须了解零件位置波动和手动返工。
  2. 需要多长的实际循环时间? 协作速度限制可以改变预期吞吐量。
  3. 自动移动时是否必须有人在工作区域? 如果没有,紧凑的安全单元可能会更有生产力。
  4. 工具和工件会产生哪些危险? 无论机器人类型如何,尖锐、热或重的物体仍然相关。
  5. 产品和任务多久改变一次? 频繁的更改增加了简单转换和可重用程序的价值。
  6. 包括夹具在内的有效负载是多少? 必须考虑电缆、适配器和偏心重心。
  7. 内部有哪些能力? 操作、流程优化和故障排除决定了可用性。
  8. 提供商可以用真实零件测试该流程吗? 强大的概念证明比通用演示更有价值。

现代中间立场:自适应和混合机器人单元

未来不再是“协作机器人与机器人”的竞争,而是选择合适的操作模式。 系统可以在无人工作区域快速移动,在接近时以受控方式减速,并在某些程序中安全停止。 易于使用的软件、模块化夹具和数字处理包正在进入所有机器人类别。 与此同时,协同设计模型的负载能力和范围也在不断增加。

结果,产品名称就失去了意义。 可测量的要求变得至关重要:循环时间、安全停止时间、所需的力、定位精度、可用性、转换时间和生命周期成本。 因此,公司应首先指定流程,然后再选择机器人类型。 像优傲机器人这样的制造商的经验也很有价值,但必须从提供商的角度进行分类,并辅之以标准、集成知识和实际应用测试。

结论

2026 年的协作机器人既不是自动安全的,也不是天生缓慢的;经典的工业机器人不一定不灵活,也不一定总是隐藏在坚硬的栅栏后面。 协作机器人展示了其在灵活性、易于操作和改变任务方面的优势。 经典机器人在速度、高负载和稳定的大规模生产方面占据主导地位。 最好的解决方案也可能是混合单元,根据人员的存在在高效运行和安全减少运行之间切换。

可靠的决策来自过程分析、风险评估和真实零件的测试。 如果您只比较数据表,那么您购买的是机器人。 任何同时评估时序、变体、安全性和集成的人都可以开发出高效的自动化解决方案。

来源和更多信息

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Nico Nuss [图像内容由人工智能生成]

作者 Nico Nuss 自 2001 年起专注于移动计算和自动化软件领域。凭借丰富经验以及对未来技术的浓厚兴趣,他重点关注机器人技术与人工智能。