【庫卡】被美的收購的庫卡機器人發展如何？

發表時間：2022-05-09 09:24

　　最近在看機器人專利，所以聊聊這方面故事。
　　傳統意義上的工業機器人四大家族指ABB、FANUC（發那科）、YASKAWA（安川）和KUKA（庫卡）。
　　在大陸，比較知名的是庫卡，因為他被國內家電企業美的花300億收購了，這事兒在當年轟動一時。
　　更爆炸的是，庫卡股價從2017年的256歐元／股一路下探至2020年的22.50歐元／股，所有人都覺的庫卡這公司心黑！
　　上個月，美的還全資收購庫卡的股權并私有化，交易完成后，庫卡也將成為美的集團100％控制的境外子公司，并從法蘭克福交易所退市。
　　不過從工業機器人實力而言，庫卡排在最后，論實力和規模，被其他三家同行碾壓。
　　今天就來聊聊庫卡的機器人專利故事。
　　014大家族的實力
　　ABB，世界五百強，全球領先的電力和自動化技術集團，其生產發明的技術主要提供給電力、公共事業。產品非常有名，有生產了全球第一套三相輸電系統和世界上第一臺自冷式變壓器。機器人只是旗下一小塊業務。
　　日本FANUC，數控大佬，除了機器人全球銷量第一，FANUC數控系統市場占有率也是全球第一，主流機床70％用的都是FANUC系統。
　　日本安川YASKAWA主營業務是電機、控制器、能源、醫療等，機器人只是其中的一個業務模塊。
　　德國KUKA盤子小，基本上只做機器人及其附屬設備，且多局限在汽車制造行業。它的業務十分垂直，覆蓋了塑料、機械加工、液晶玻璃等領域。
　　02美的收購庫卡往事
　　當年，庫卡和美的本來是郎情妾意的美好姻緣，資本市場強強聯合的佳話。
　　中國已成為世界上最大、增速最快的機器人市場。想要進入中國市場，就需要當地的企業合作拓展。
　　一方面，美的可以幫助庫卡搭上國家新基建、中國制造2025的快車，讓庫卡的工業機器人找到汽車之外更為廣闊的市場；另一方面，庫卡也可以幫助美的升級家電制造，提高競爭力，并跨行到更有潛力的自動化機器人行業。
　　美的也是如此想的，畢竟家電行業用工需求量大，且全球老齡化趨勢越發顯著，用機器人代替人工是未來發展的趨勢，機器人才是制造業的未來。
　　同時，家電行業經過多年發展，已形成利潤較低、競爭激烈的格局，要想獲得更大的發展，必須做出改變，比如個性化制造、按需求制造等等，而要實現，工業機器人就是必不可少的環節，單純購買工業機器人，終究不如自己造來得適合，于是胃口頗大的美的，一下就盯上了全球工業機器人龍頭庫卡。
　　另外，這些年美的也一直在求變，想要扭轉市場對其家電巨頭的固有印象，開拓更為廣闊的市場，于是在2020年末，美的集團直接重新規劃整體業務結構，將業務調整為家居事業群、機電事業群、暖通與樓宇事業部、機器人與自動化事業部和數字化創新業務五大板塊，并定義自身為全球化科技集團，不再說自己是家電行業龍頭。
　　所以美的花了超300億元收購人家庫卡！
　　只是，庫卡成為美的集團的控股子公司后，業績表現直線下滑，逐漸成為美的集團的一大“包袱”。
　　2017——2020年間，庫卡的營業收入由最初的271億元跌至207億元，四年跌幅24％；凈利潤也由盈轉虧，四年分別實現凈利潤6.9億元、1億元、0.7億元和——8.3億元。
　　并購前一個價，買后另一個價，業績洗澡大變臉，這情節很熟悉，A股并購的常態事件，粉飾業績報表的故事。
　　不過，這年頭，制造業公司都覺得工人越來越不聽話，干活越來越懶惰，年輕人越來越不愿意去車間，所以倒逼所有老板想用機器人替代年輕工人。
　　所以美的買庫卡，財務窟窿爛在心里，估計人家也心甘情愿。
　　其實，最扯的不是制造業投資機器人行業。
　　是互聯網企業投資機器人賽道。
　　以字節跳動為例，2021年，字節先后投資了未來機器人、Syrius炬星，迦智科技、云鯨智能，盈合機器人等公司，分別涉及工業車輛視覺無人駕駛技術、自主移動、物流業自動化、清潔、國家應急管理領域。
　　挺奇怪是吧，一家軟件服務企業去折騰硬件機器人。
　　03庫卡專利有多少？
　　在德高行全球專利數據庫（德高行是全球專利分析及國內外專利申請服務的專家，有專利問題找德高行）中，KUKA的專利分布如下：
　　德國專利2090件；
　　歐洲專利1668件；
　　美國專利1010件，包括發明公開516件、發明授權481件、外觀設計13件；
　　PCT專利653件；
　　韓國專利197件；
　　日本專利131件；
　　中國專利308件，包括發明公開89件、發明授權32件、實用新型148件、外觀設計39件。
　　全球超過5000件專利。
　　KUKA的專利技術主要分布在：機械手、運輸與物流設備、裝配設備等，可以理解，作為汽車工業機器人領域的大佬，他在汽車焊接、組裝、噴漆、搬運、修理等各方面都表現不錯。

　　機器人領域，在德高行全球專利數據庫中，國內企業專利排名如下：

　　發那科、安川就不多說了，格力在這方面厚積薄發，專利量很多，鴻海精密專利也不少。
　　04庫卡涂膠機器人

　　背景技術
　　涂膠工藝是包括汽車行業，金屬行業，塑料行業，木制品行業，陶瓷行業等多種領域需要使用的技術，涂膠不均勻，流膠，過膠等問題，將機器人應用到涂膠工藝，不僅能實現安全生產，提高工作效率，涂膠機器人替代目前越來越昂貴的人工勞動力，同時能提升工作效率和產品品質，降低了工人誤操作帶來的殘次零件風險等，節省膠水，具有更佳的過程控制?，F有的涂膠機器人由于存在時間滯后等問題，控制效果不滿足實際的需求，容易發生涂膠不均勻等情況。
　　目前采用的：如視覺校正方法，通過對機器人的涂膠軌跡進行采集，再通過視覺系統識別獲取圖像，并與預訂的數據偏差進行匹配，計算誤差傳遞給機器人控制器。
　　系統設備成本高，視覺校正系統配置復雜，環境要求高，對工程師技術要求高。
　　總體而言，這種方法對環境和工程師技術的要求較高，且視覺校正系統配置復雜、系統設備成本高，不能保證涂膠的精確性。
　　為了解決現有視覺校正方法以及使用校正設備進行校正的價格高，方法復雜的技術問題，本申請的目的在于提供一種簡單，便捷的多涂膠系統校正的方法，依靠機器人的定位精度和速度穩定性，提供多系統的校正方法，節省設備成本，降低校正過程的復雜度，提高效益。
　　本申請的實施例提供了一種涂膠機器人的定點位置獲取方法及涂膠機器人，進而至少在一定程度上可以提高涂膠機器人定點的精確性，保證涂膠效果。
　　據本申請實施例的一個方面，提供了一種涂膠機器人的定點位置獲取方法，包括：獲取所述涂膠機器人的涂膠軌跡和沿所述涂膠軌跡運動的行進速度；根據所述涂膠機器人的行進速度，確定所述涂膠機器人控制所述膠槍進行涂膠作業時，所述涂膠機器人在所述涂膠軌跡中的初始位置；通過所述涂膠機器人沿所述涂膠軌跡的運動中，所述膠槍進行涂膠作業時所述涂膠機器人所在實際位置與所述初始位置之間的距離差，對所述初始位置進行校正，獲得用于控制所述膠槍進行涂膠作業的定點位置。
　　具體如何操作的細節就不展開了，非常繁瑣，有興趣自行下載PDF！
　　05機器人校準

　　背景技術
　　通過將機器人移動到限定的校準姿勢中，特別是可以校準機器人的用于檢測其關節位姿的增量值編碼器或相對值編碼器，在校準姿勢中，通過針對該姿勢預先給定的值來初始化這些檢測裝置。
　　相應地，隨后確定的關節位姿的精度以及由此特別是還有特別是用于控制和／或監測機器人而基于該關節位姿所確定的特定于機器人的參照物（例如TCP）的位置的精度取決于該校準，特別是取決于駛入校準姿勢的精度。
　　由專利文獻DE102007001395A1已知一種用于校準機器人的方法，在該方法中，首先以所謂的原始校準（Urjustage）將機器人帶入被精確定義的校準姿勢中，并在該校準姿勢下精確測量機器人節肢上的標記的相對位置。為了能夠在校準丟失（Justageverlust）之后恢復到校準位置，機器人將移位，直至再次到達該相對位置。
　　由于所需要的精度，該方法需要很高的儀器測量耗費。
　　發明內容
　　本發明的實施方式的目的在于改善對機器人的校準、控制和／或監視，特別是減少用于校準的儀器測量耗費和／或提高校準、控制和／或監視的速度和／或精度。
　　根據本發明的一種實施方式，機器人單元的機器人具有至少或剛好三個、四個、六個或七個關節或（運動）軸，特別是旋轉的或轉動的關節或軸和／或平移的或線性的關節或軸，和／或特別是電動的、用于移動或調節關節或軸的驅動器。在一種實施方式中，機器人是冗余機器人和／或Delta機器人。本發明可以特別有利地使用在這種機器人中。
　　通常，所謂的正向變換T將機器人的k個關節或軸的位姿［qi，…qk］T＝q變換為機器人的特定于機器人的參照物、特別是TCP的位置P，或者反過來通過逆向變換T——1將特定于機器人的參照物的位置P變換為其關節的q：
　　P＝T（q）（1）
　　q＝T——1（P）（1＇）
　　在本發明的意義下，位置、特別是特定于機器人的參照物的位置在一種實施方式中（僅或者還）可以包括（特定于機器人的參照物）（相對于參考系或坐標系的）一維、二維或三維的位置、特別是特別是笛卡爾位置或距離和／或（僅或者還）一維、二維或三維的方向，特別可以是（特定于機器人的參照物）（相對于參考系或坐標系的）一維、二維或三維的位置、特別是特別是笛卡爾位置或距離和／或（僅或者還）一維、二維或三維的方向，亦即，例如具有三個位置坐標（Px，Py，Pz）和／或三個方向角，特別是由此被確定。
　　在一種實施方式中，特定于機器人的參照物的特別是預先給定的軌跡包括這種位置的（序列）順序，其特別是可以由此被定義或形成。在一種實施方式中，（預先給定的）軌跡g可以包括特定于機器人的參照點的笛卡爾位置的（序列）順序和／或特定于機器人的參照坐標系的三維方向的（序列）順序，特別是在位置固定的坐標系原點的情況下，即，在位置固定的TCP的情況下僅重新定向，特別可以是特定于機器人的參照點的笛卡爾位置的（序列）順序和／或特定于機器人的參照坐標系的三維方向的（序列）順序，特別是在位置固定的坐標系原點上，即，在位置固定的TCP的情況下僅重新定向。
　　在特定于機器人的參照物駛過（預先給定的）軌跡g時，其位置具有通過該軌跡所確定的或預先給定的幾何關系：
　　P＝g（λ）（2）
　　其中，λ為軌跡參數，例如特別是廣義的軌跡長度。
　　現在可以將其用于校準機器人，特別是校準機器人的用于確定關節位姿的檢測裝置，特別是確定檢測裝置的（恒定的）偏移量、特別是偏移矢量Q。因為對于通過檢測裝置確定地關節位姿qi來說，在使用特定于機器人的參照物駛過預先給定的軌跡g時，存在：
　　Pi＝g（λi，p）＝T（qi＋Q）（3）
　　其中，（幾何）參數p用于（幾何地）確定預先給定的軌跡。
　　在一種實施方式中，如果預先給定的軌跡是機器人的工作空間中的直線，機器人使用特定于機器人的點駛過該直線，則該軌跡特別是通過軌跡點的三個坐標（Px，Py，Pz）和兩個極角（a，β）來確定，它們確定了該軌跡在工作空間中的方向
　　v：
　　Pi＝g（λi，p）＝［Px，Py，Pz］T＋λi·v（α，β）；p＝［Px，Py，Pz，α，β］（4）
　　例如，預先給定的圓形路徑由中心點的三個坐標以及歸一化為長度1的法向量和半徑或具有半徑的長度的法向量來確定，例如通過相應的歐拉角或萬向角等僅重新定向。
　　在有了足夠數量的n個所確定的關節位姿qi的情況下，由（3）得到未知項λi、p和Q的（超定）特定的方程組。
　　因此，可以基于所確定的關節位姿qi，特別是借助于優化質量標準g的優化方法，來確定檢測裝置的偏移量Q，該質量標準特別是取決于特定于機器人的參照物的基于所確定的關節位姿qi而確定的位置Pi與預先給定的軌跡上的位置之間的偏差，該偏差可以特別是被最小化。
　　專利給出了很多種軌跡算法，知情郎只選擇了其中一種。

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