“小巨人”节卡：协作机器人的“进击”
原创 作者：刘青青 石丹 /
发布时间：2024-03-12/
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当人们看到机械臂能娴熟地给咖啡拉花时，其实在工业制造领域，早已经有无数协作机器人投入使用，在工厂里辛勤地“劳作”，用它们的机械手臂撑起智能工业的一角。
作为国内自主协作机器人厂商，节卡机器人股份有限公司（以下称“节卡”）经过10年的耕耘，使其标志性的红白色六轴关节机器人走向全球，灵活高效地服务于汽车、电子、半导体、新能源等行业中全球知名品牌的生产线。
这10年，中国协助机器人从无到有地成长起来，为中国的智能制造和产业升级做出了重要的贡献。一众协作机器人厂商在竞争中寻求创新和发展，让“制造业明珠”走向千行百业。 “小巨人”节卡提出，要将机器人由“专业装备”转变为简单易用的“工具”， “普及到世界的每一个角落”。
10年“小巨人”
2014年，一群工程师与机器人学者联合创立了一家机器人企业——节卡，音译自英文名“JAKA”（Just Always Keep Amazing），寓意着他们希望机器人事业能永葆卓越、节节胜利。
经过10年的创新研发，这家机器人企业已经拥有了198项授权专利，制定了15项行业标准，获得69项核心奖项荣誉。
在此过程中，节卡还于2018年同时获得了工信部两项智能制造新模式奖；获得CR、IS09001、欧盟CE等多项国际认证；2020年获得上海市科技“小巨人”企业称号、工博会大奖；2022年成为国家级专精特新重点“小巨人”企业，获颁“工业机器人优秀企业”奖……
“修炼”10年，节卡将技术创新凝结在外观圆润、紧凑的铝合金机械臂上，绛红色与银白色的六轴关节机器人成为节卡的“形象代言人”。
以旗下小助系列（JAKA Zu）无线协作机器人为例，节卡相关负责人介绍，小助系列协作机器人的特点在于：一是可以实现无线示教。用户利用移动终端（如PAD或者手机）APP即可与机器人进行交互。
二是采取图形化编程、拖拽示教等技术。这意味着，无需编程基础，也无需写专业代码，普通工人就可以快速自主编程，控制机器人完成产线换型，大大降低了企业使用机器人的门槛。
三是具有良好的兼容性。小助系列协作机器人以TCP/Socket通讯为基础，兼容Python/C++等语言，并提供ROS驱动。开放性的生态便于系统二次开发，快速对接上下游自动化设备，帮助用户实现更多应用场景。
节卡相关负责人告诉《商学院》记者，节卡机器人负载系列全，负载自重比位居行业前列，以丰富负载能力及臂展适配多元作业环境，满足不同场景的应用需求。
同时，节卡作为业内首家获得IP68（外壳防护等级）和MTBF（平均无故障运行时间）8万小时认证的企业，将人们从严苛复杂的生产场景中解放出来，实现了全寿命的高精度保持。
目前，节卡机器人已形成九大核心技术（无线示教、图形化编程技术、视觉安全防护技术、拖拽示教技术、一体化关节技术、碰撞保护技术、机器人控制技术、高精度关节伺服控制技术、力控技术）、六大核心算法（路径规划算法、轨迹平滑算法、动力学控制算法、安全控制算法、高精度伺服控制算法、末端抖动抑制算法）。
场景在“召唤”
随着互联网时代的发展，数字化、智能化、自动化等浪潮奔涌而来，各行各业都在“召唤”协作机器人，期待“用机器人解放双手”，助推协作机器人行业迅猛发展。
早在2015年，节卡突破性地为乳制品行业打造出了礼品箱牛奶智能化包装系统，这不仅完善了产品链条，还填补了行业空白。随后，在2016年，节卡为化纤行业打造的氨纶自动分级分拣机器人包装系统投入运行；2017年，节卡机器人自动包装系统被认定为上海市高新技术成果转化项目；2018年签订第2个订单总额近3000万元级别的客户，开始进入LED照明、3C等行业；2019年，节卡与多家全球著名车企及3C企业达成战略合作，节卡机器人在全球工厂得到广泛使用。
目前，节卡协作机器人已实现全球汽车产业链、3C电子、半导体、精密制造、新能源、医疗器械等工业领域，新消费、新零售等商业领域，智慧物流、无人配送、远程诊疗等服务领域以及高校培训等教育领域的落地应用。
以汽车销轴加工为例，这个场景长期依赖人工完成，存在生产效率低、工艺水平不统一、工作环境恶劣、现场改造调试时间长等问题。
为解决这些问题，节卡机器人全自动销轴加工工作站采用“节卡小助系列协作机器人+数控机床”架构，本体将电机、驱动与控制、减速机、双编码器等部件集成至机器人内部，实现了机器人小型化，使其能在狭小空间中进行安装。
同时，节卡还采用基于速度优化和前馈补偿相结合的运动控制算法，保证了销轴加工的位置精度。同时，团队还仔细分析了切削液等对卡盘的影响，通过采用气吹装置、监控装置及时处理切削堆积，保证了销轴加工的顺利实施。
经过多年的深耕，节卡与丰田汽车建立了合作关系。数百台节卡协作机器人被部署在丰田汽车零部件制造工厂的多条产线上，实现了三销轴研磨、内星轮研磨、小件生加工等零件上下料、锁螺丝、检测、装配等工作。
除此之外，节卡机器人还活跃在全国多个工厂里。例如，为3C电子行业精密涂胶，进行重工业钢结构焊接、锂电池贴胶、产品码垛拆垛、包装装箱、眼镜框铰链自动镶嵌等，甚至为激光靶标做维护，给“中国天眼”这口“大锅”进行“刷洗”工作。
节卡方面指出，随着技术的进步，企业对柔性生产、人机安全协同以及降本增效、产品质量控等方面的需求不断提高。协作机器人可适应多样化的产品生产技术及应用场景需求，在汽车及零部件、3C电子、机械加工等主要细分应用领域均得到快速发展，并且在未来仍存在较为可观的市场成长空间。
此外，协作机器人还广泛应用于医疗用品、家电、锂电池、仓储物流、食品饮料等细分应用领域，近年来增长率较高，未来有望实现规模性放量。
“同时，协作机器人的可拓展性使其具备覆盖众多非工业场景需求的可能性。随着协作机器人厂商及下游集成商的不断尝试与创新，在不同新兴领域挖掘应用点，协作机器人在非工业领域的应用渠道也将不断拓宽。”节卡相关负责人表示。
冲刺IPO
全球首款协作式机器人来自丹麦。2008年，丹麦优傲公司推出首款可实现量产应用的协作机器人产品 UR5。
2013年至2015年，工业机器人行业“四大家族”——ABB、库卡、发那科、安川电机陆续在协作机器人领域发布自己的产品。直到2014年以后，节卡、遨博及艾利特等国内自主品牌协作机器人产品才逐步进入市场。
一方面，国内自主品牌协作机器人厂商在产品端不断加大研发投入，努力缩小与外资机器人厂商的差距，同时，积极推动产品新应用和新方案的开发及落地，不断开拓新领域新市场，以此带动市场增量。
另一方面，相比于外资厂商，自主品牌协作机器人厂商能够提供更为高效、高质量的售前与售后技术支持，并且具备一定的性价比优势，因此，在国内协作机器人市场的占有率持续增长。
根据高工产业研究院（GGII）发布的《2023协作机器人产业发展蓝皮书》，2022年中国六轴及以上协作机器人销量为1.95万台，同比增长4.71%。从市场规模来看，2022年中国协作机器人市场规模达到22.70亿元，同比增长1.69%；其中，六轴及以上协作机器人市场规模约为21.53亿元，同比增长5.61%。
在此背景下，节卡于2023年5月提交了招股书，冲刺IPO。2024年1月中旬，节卡更新了首轮问询回复的财务指标更新版，继续推进IPO进程。招股书数据显示，2021年度，节卡协作机器人整机销量2267台，根据IFR统计的全球销量数据3.9万台，依照前述统计，节卡的全球市场占有率约为6%，属于业内第一梯队企业。
值得一提的是，国内自主品牌协作机器人厂商迅速发展，竞争日趋激烈。节卡方面强调：第一，产品技术先进性方面，公司产品在负载自重比、工作半径、重复定位精度、无故障运行时间（MTBF）、防护等级等核心技术指标方面能够做到行业先进水平。
第二，协作机器人属于系统性工程产品，单一指标无法全面反映产品竞争力，且实际应用场景往往相较于测试条件更为复杂。作为协作机器人国内头部企业之一，节卡机器人能够通过客户长期考察测试，成为少数批量导入丰田、东山精密、 中国中车、星宇股份、立讯精密、施耐德、伟创力等国内外知名企业的协作机器人厂商，这也反映出其产品整体上的性能优势及技术先进性。
第三，竞争优势方面，相关数据显示，节卡目前在国内的市场占有率接近20%，已建立起良好的品牌知名度。相比于竞争对手，公司整机产品目前更集中应用于工况较为复杂的工业领域。2022年，其工业领域整机收入占整机业务总体收入的比例超90%，下游客户的分布与协作机器人主要应用领域高度契合。
第四，在业务发展战略方面，公司通过标杆客户案例，在不断衍生出的特定应用场景内形成示范效应，进而以点带面，批量开拓出相同应用场景需求的下游客户群， 有效推动产品在相似客户、相似领域的持续输出。
节卡的愿景是“将机器人普及到世界的每一个角落”，而从中国扬帆出海的绛红色与银白色的六轴关节机器人，已经走进全球100多个国家和地区。
国产“崛起”
经过20多年的发展，全球已经有超过50家机器人公司研制出各自的协作机器人。其中，中国自主协作机器人品牌也在飞速成长。
近年来，工信部等各部委陆续颁布《“十四五”智能制造发展规划》《“十四五”机器人产业发展规划》，明确指出要大力发展包括协作机器人等新型智能制造装备。目标是到2025年，我国成为全球机器人技术创新策源地、高端制造集聚地和集成应用新高地。
国家政策的出台和落地为机器人行业稳健高质量发展营造了良好的发展环境。根据MIR睿工业预测，协作机器人市场预计在未来几年仍将保持较快的增速。
节卡方面指出，随着中国机器人产业的快速发展，越来越多的国际客户开始认可中国的机器人品牌，特别是在协作机器人领域，国产协作机器人呈现出“百花齐放”的态势，在技术积累和产业链整合能力方面都有所提升。
据了解，2017年节卡推出的小助系列协作机器人，改变了我国机器人本体“跟跑”国外产品的局面。
此后，节卡又开启国际化品牌建设之路：2020年完成了日本服务团队的派驻；2023年成立了德国子公司。目前，节卡机器人已经在欧洲、北美、日韩、东南亚等全球众多国家部署了机器人。
目前，工业场景智能化转型的需求十分迫切，高技术壁垒、高投资回报、高客户价值等产业特点，为机器人行业带来了结构性机会。通过工业场景的深耕及规模化复制、柔性创新解决方案持续衍生能够为协作机器人带来庞大的市场需求。
节卡CTO许雄博士表示，“工业智能的未来是人机混合智能，需要构建从发现问题到感知，再到数据和算法，最后到执行的快速闭环过程。协作机器人已经成为柔性产线的核心单元，小场景、小闭环、批量复制、集群智能等技术将有助于打造与人共融的柔性产线或系统。”
节卡行业线副总裁杨卓也直言：“我们深知保持对市场高度的洞察力和前瞻性至关重要。我们通过深度总结、分析CNC数控加工应用场景的痛点和难点，推出可满足高精度定位、快节拍生产、通讯设备统一、机器人本体设备性能强等要求的复合机器人，单台机器人可完成12台CNC机床的上下料任务，帮助客户实现高效生产。”
显然，在协作机器人国产化进程中，自我研发能力尤为重要。同时，对柔性创新和场景转型的洞察才是协作机器人的另一个机遇。
10年前，协作机器人赛道几乎被外资品牌垄断；10年后，国内自主品牌奋起直追、快速“崛起”，无数个“小巨人”企业一起努力，共同托举出一个行业未来的希望。
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