傳感器企業(yè)坤維科技如何做到隱形冠軍

從機器人誕生的第一天起，機器人和人類的關(guān)系就在被反復(fù)討論，“工具論”、“主仆論”、“取代論”層出不窮，這種爭論持續(xù)了半個多世紀，但有一種觀點贏得了更高的呼聲，即人類和機器人的關(guān)系更多將走向協(xié)同。

協(xié)作機器人的誕生及其衍生技術(shù)的落地，像破曉前的一道光輝，成為“人機協(xié)同”發(fā)展的關(guān)鍵推手。

據(jù)高工機器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)數(shù)據(jù)顯示，2024年我國協(xié)作機器人(含四軸、六軸、七軸)市場銷量達4萬臺，同比增長27.33%，并且在新能源、3C電子等行業(yè)的應(yīng)用滲透率快速提升。

在機器人滲透到千行百業(yè)的同時，部分場景對協(xié)作機器人的安全性、柔順性、交互性提出新的要求。為了更好地實現(xiàn)“人機協(xié)同”，越來越多協(xié)作機器人廠商選擇在機身搭載六維力傳感器，為機器人賦予超強的“力覺神經(jīng)”，提升決策質(zhì)量和工作效率。

比如在柔性裝配、恒力打磨、曲面拋光、介入手術(shù)等高感知力控場景，六維力傳感器可以讓機器人敏銳地感知人類施加的微小外力，及時調(diào)整動作，實現(xiàn)力度控制的“收放自如”，在保障出品一致性的同時保護人員安全，實現(xiàn)高效的人機協(xié)同作業(yè)。

細分市場占有率領(lǐng)先

沖刺年標定產(chǎn)能3萬臺

六維力傳感器是目前維度最高、力覺信息反饋最全面、同時也是技術(shù)難度最大的力覺傳感器，最早應(yīng)用在航天航天領(lǐng)域。

當(dāng)這項技術(shù)從飛機、火箭遷移到機器人身上，協(xié)作機器人在碰撞觸停、柔順力控、阻抗控制、拖拽示教等功能上便完成了進化，在實際運行中，循徑精度、運動速度、工作節(jié)拍等性能大幅度提升。

過去六維力傳感器市場長期被歐美日韓等外資品牌壟斷，如ATI、Schunk、AMTI、ROBOTOUS等企業(yè)占據(jù)了大部分市場。隨著國產(chǎn)傳感器研發(fā)企業(yè)的崛起，尤其是在航空航天、汽車、機器人等領(lǐng)域的規(guī)?；瘧?yīng)用，國內(nèi)外的技術(shù)差距正在快速縮小。

GGII數(shù)據(jù)顯示，中國協(xié)作機器人領(lǐng)域的六維力傳感器國產(chǎn)化率已經(jīng)超過80%，其中坤維科技的出貨量排在首位，在協(xié)作機器人市場占有率超過了50%。

坤維科技的技術(shù)基因傳承自中國航空航天領(lǐng)域，雖然坤維科技成立只有不到7年的時間，但創(chuàng)始團隊在多軸力傳感器領(lǐng)域擁有近20年的研發(fā)及應(yīng)用經(jīng)驗，核心成員均來自于國內(nèi)航天科研機構(gòu)。創(chuàng)始人熊琳曾就職于中國航天科技集團第十一研究院，擔(dān)任六維力傳感器研發(fā)負責(zé)人，研發(fā)出多個適用于飛行器的六維力傳感器。

坤維科技的核心技術(shù)包括多軸力/力矩傳感器結(jié)構(gòu)優(yōu)化、六軸聯(lián)合標校技術(shù)、高精度串?dāng)_解耦算法等技術(shù)，在行業(yè)普遍達到的串?dāng)_度是2-2.5%F.S的情況下，坤維科技的六維力傳感器準度是0.5%F.S(含串?dāng)_)，精度可優(yōu)于0.1%FS，達到國際前沿水平。

目前坤維科技的標準化產(chǎn)品從30mm直徑到200mm直徑，量程范圍涵蓋了30N~20KN，可基本覆蓋協(xié)作機器人應(yīng)用場景和小負載六軸工業(yè)機器人及人形機器人的應(yīng)用場景，與節(jié)卡機器人、遨博智能、越疆機器人、艾利特機器人、大族機器人、睿爾曼智能、思靈機器人、小米集團、3C果鏈企業(yè)等多家知名企業(yè)達成合作。

產(chǎn)品能在市場上得到廣泛應(yīng)用，離不開高效的生產(chǎn)供應(yīng)能力。六維力傳感器的工藝復(fù)雜，生產(chǎn)和標定難度大，通過技術(shù)突破，坤維科技打造的全自動六軸聯(lián)合標定檢測系統(tǒng)已經(jīng)具備1.5萬臺/年的產(chǎn)能，在今年將繼續(xù)新建3萬臺/年的標定能力。

高工機器人了解到，原先在航天領(lǐng)域的進口六維力傳感器單只價格區(qū)間在20~60萬元左右，相比之下，用在機器人領(lǐng)域的國產(chǎn)六維力傳感器價格只有其十分之一。

坤維科技創(chuàng)始人熊琳認為，通過效率提升和資本賦能，降低六維力傳感器的生產(chǎn)成本，推動機器人行業(yè)大規(guī)模應(yīng)用，帶給客戶超出預(yù)期的體驗，是坤維科技所追求的目標。

在今年1月，坤維科技引入了小米產(chǎn)投、舜宇產(chǎn)業(yè)基金、深創(chuàng)投、高瓴創(chuàng)投等投資機構(gòu)，老股東匯川、明薈追加投資，融資完成后將新建和優(yōu)化標定檢測系統(tǒng)，提高六維力傳感器的標定產(chǎn)能到3萬臺/年，擴大系列產(chǎn)品矩陣，進一步滿足機器人企業(yè)在力控領(lǐng)域的多樣化需求。

智能感知力，助力攻克高精尖應(yīng)用

隨著機器人智能感知和柔順力控技術(shù)的發(fā)展，加上人形機器人應(yīng)用的快速起量，六維力傳感器的市場銷量將進一步提升。GGII預(yù)計到2027年，中國市場六維力/力矩傳感器銷量有望突破84000套，復(fù)合增長率超過60%，其中機器人行業(yè)銷量有望突破42000套。

在智能傳感技術(shù)的助力之下，協(xié)作機器人正在攻堅更多高精度需求的工藝和場景，如打磨拋光、智能焊接、柔性裝配、理療按摩、康復(fù)輔助等應(yīng)用，可滿足汽車零部件、3C電子、醫(yī)療康復(fù)、一般工業(yè)等領(lǐng)域的高精度力控和人機協(xié)作需求。

在面向五金、汽車零部件等工件的柔性打磨中，六維力傳感器可以“大展身手”。如坤維科技與越疆機器人聯(lián)合開發(fā)的六維力傳感器曲面打磨工站，協(xié)作機器人可以實時感知打磨力、浮動位置和磨頭姿態(tài)等參數(shù)，自動補償調(diào)整打磨姿態(tài)，替代人力完成恒力作業(yè)，有效緩解打磨領(lǐng)域勞動力緊張、用工成本高等問題。

自2023年以來，船舶、鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域?qū)C器人焊接的需求增加，據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2024年鐵路、船舶、航空航天和其他運輸設(shè)備制造業(yè)增長10.6%，產(chǎn)業(yè)的增長帶動了智能焊接機器人的需求。

智能焊接協(xié)作機器人可以靈活部署在多個工作站，適用于碎片化的焊接工作場景，配合坤維科技準度為0.3%FS(含串?dāng)_)的六維力傳感器，可以通過接觸尋位定位快速生成最佳焊接軌跡，在焊接過程中能精準感知并實時調(diào)整焊接頭的位置和力度，防止過載和碰撞，保護人員和工件的安全，助力協(xié)作機器人在焊接領(lǐng)域規(guī)模化應(yīng)用。

傳統(tǒng)機器人很難涉及到醫(yī)療這一高精尖的商用場景，六維力傳感器、抑振算法等力控技術(shù)的突破，幫助協(xié)作機器人打破了應(yīng)用壁壘。

在醫(yī)療手術(shù)領(lǐng)域，力反饋技術(shù)在手術(shù)機器人中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，六維力傳感器提供高精度的力反饋機制，讓主刀醫(yī)生能夠精確控制操作力度，減少不必要的損傷，目前坤維科技的六維力傳感器+協(xié)作機器人的組合已經(jīng)應(yīng)用在手術(shù)機器人、康復(fù)機器人、按摩理療機器人、遠程B超機器人等領(lǐng)域。

在汽車及零部件領(lǐng)域，搭載了六維力傳感器的協(xié)作機器人可以勝任噴涂和涂膠、發(fā)動機缸蓋去毛刺打磨、精準螺絲鎖付、工件柔性裝配等場景應(yīng)用，替代傳統(tǒng)人工作業(yè)帶來的精度和良品率問題，提高汽車行業(yè)的生產(chǎn)效率。

而新能源汽車的迅猛發(fā)展，也帶動了終端對智能充電的需求，如華為、比亞迪、蔚來等汽車企業(yè)與復(fù)合機器人方案集成商紛紛涌入備戰(zhàn)。

充電機器人想要高效完成各種車型的自動化插拔充電工作，也離不開六維力傳感器的加持，通過“手、足、眼”一體化配合完成充電。一位機器視覺行業(yè)資深從業(yè)人士告訴高工機器人，充電機器人市場目前還在培育期，大概會在2026年開始規(guī)?；鹆俊?/p>

高工機器人觀察到，在3C行業(yè)精密裝配、實驗室取樣檢測、海關(guān)檢測等場景，雙臂協(xié)作機器人迎來了小規(guī)模落地，六維力傳感器可以助力雙臂更好協(xié)同動作，實現(xiàn)仿人化動作軌跡，助力機器人邁出走向具身智能的一大步。

具身智能技術(shù)的發(fā)展堪稱“一日千里”，AI大模型技術(shù)帶來的智能生產(chǎn)技術(shù)革命，有望增強機器人的智能決策與自主學(xué)習(xí)能力，在此浪潮下，坤維科技已經(jīng)與全球多家協(xié)作機器人、人形機器人廠商達成合作，廣泛應(yīng)用在末端、關(guān)節(jié)、手腕、腳踝等部位，強化機器人在復(fù)雜物理世界的力控與感知能力。

而六維力傳感器、靈巧手、AI視覺等多重信息感知技術(shù)的融合，也將推動協(xié)作機器人從傳統(tǒng)單一工業(yè)場景，走向更廣闊的人機協(xié)同智能作業(yè)場景，并且拓展至商業(yè)及家庭服務(wù)，開辟“人機協(xié)同”工作的新篇章。屆時，廣大科研人員與從業(yè)者理想中人機協(xié)同的“最后一公里”將真正落地實現(xiàn)。