SCARA机器人领域需求静待复苏，为什么国产品牌能够持续突围？
如果说最近火爆的人形机器人等未来产业是中国经济的全新增长极，那么传统工业机器人等高端装备制造产业则是现代化产业体系建设的基本支撑点。
近日国务院常务会议发布关于推动新一轮大规模设备更新和消费品以旧换新的决策，中国人民银行设立科技创新和技术改造再贷款额度5000亿元，利率1.75%，激励引导21家金融机构加大对科技型中小企业、重点领域技术改造和设备更新项目的金融支持力度。
这一方面有望引导2024年一季度或二季度3C电子、消费品等行业的投资会有持续性恢复，另一方面也为汽车及汽车零部件行业等多个产业链上的机器人等自动化设备投资导入带来空前机遇。
▍国产机器人机遇期来临
国产机器人在这波设备换新浪潮中占据先行优势。自我国2023年提出要打造自主可控的现代化产业体系以来，高端装备自主可控的要求日益提升，各行各业攻克技术难关，加快国产替代的步伐。工业机器人作为国产替代的重点领域，近年来更是成效显著。2023年，国产机器人份额占市场总销量的45.1%，已经是国产替代的排头兵。
2024年，工业制造行业展现出愈发强烈的机器人需求。这不仅得益于智能制造大潮下设备升级需要，而且由于2023年汽车电子、半导体等新兴行业需求恢复并在2024年第一季度延续。根据国家统计局公布的数据来看，2024年一季度食品饮料、金属加工、医疗等产业其实也迎来周期性波动复苏，多要素叠加下，工业机器人行业阶段性的机会已经出现。
宏观经济环境走向明朗，部分下游行业资本开支提升，其实由此可以判断机器人与自动化行业已经迎来顺周期。在这种趋势下，为了抢占多行业设备更新需求大蛋糕，SCARA机器人这个品类开始得到机器人企业越来越高的重视，多家企业加大该领域的投入。例如前不久，国产工业机器人头部企业埃夫特就宣布推出SCARA系列新品机器人，竞争该品类市场份额。
▍为什么是SCARA机器人？
凭借高速、高精的产品特性，一直以来SCARA品类都是机器人企业竞逐的焦点。而在本轮制造业升级大趋势下，机器人品类中，国产SCARA机器人也受益最为明显。MIR数据显示，2023年，该品类内资销量首次突破50%，证明了市场潜力。
有机构近日对比了国内外SCARA机器人的参数情况，从有效负载、自重、重复定位精度、节拍、振动等指标来看，国产机器人已达到甚至超越国际同类产品水平。尤其值得注意的是，在关节速度、重复定位精度、动态响应、振动抑制等方面，部分国产机器人与国外品牌则已经拉平了差距，从可靠性方面来看，部分国产机器人在平均无故障时间等指标上与国外机器人差距也快速缩小。
这背后得益于国产机器人企业近年来不断加大研发。因为SCARA机器人作为一种四个自由度的水平多关节机器人，具有三个旋转关节和一个线性关节，需要减速机、丝杠等一系列核心零部件和结构件来构建和驱动，这些零部件共同协作，才能使机器人更好地执行各种复杂的任务。
近年来，随着国产机器人企业开始逐渐拥有自己的核心零部件生产线，如电机、减速器、控制器等，并与国内丝杠等领域领先企业加大合作力度，吃透抑制等关键算法，使得国产机器人在质量上提升明显。例如埃夫特机器人近年来，基本实现控制器全面自主化，并围绕驱控自主化、依托产品平台化、聚焦应用纵深度，充分发挥了研发效率最大化及供应链管理优势，全系列机型优势就非常明显。
国产产品的性能提升从埃夫特年初发布的SCARA机器人新品中能够初窥一二。例如埃夫特3KG负载的ESR3-400Z15，不仅借助平台化控制系统实现了模块化设计，而且采用高刚性机身结构，本体模态和刚性较上一代产品提升20%左右，整机尺寸紧凑，配合振动抑制，能实现高效且精准的快速定位。同时，由于加持了埃夫特开发的主动抑振功能，该机器人运动轨迹稳定性显著提升。
▍埃夫特核心技术优势显著
国产SCARA机器人近年来展现的不少核心技术，也为多个行业带来更加值得关注的解决方案。
埃夫特新一代SCARA机器人产品就初步展现了埃夫特产品高端化成果，有望满足3C电子、光伏、锂电等多个行业需求，并打开类似上下料、检测、点胶、装配等更多应用场景。
重复定位精度是SCARA机器人一项非常重要的指标。由于采取精密机械结构和先进控制技术，类似埃夫特ESR6-600Z20这种高端SCARA机器人在空间内的重复定位精度已经能做到±0.02 mm（J1+J2）的水平，ESR3-400Z15更是来到±0.01 mm，比肩国外一线品牌产品。
这种高精度使得它们非常适合于需要精确操作的任务，例如在电子工业、集成电路板等生产领域进行高精度跟随、视觉抓取都不在话下。此外，良好的重复定位精度也确保了上下料、分拣等工序的高均匀性。
在3C电子、医药等行业中，SCARA机器人还往往被用于高速重复作业，需要能够在短时间内高节拍完成大量工作，从而才能提高生产效率。这需要SCARA机器人更加精简的结构，使得其拥有轻便和响应速度快的特点。
我们注意到，埃夫特新一代SCARA还采用了一种轻量化设计，机器人整机结构更加紧凑，不仅安装尺寸120*135更加适用于各类产线要求，而且配合振动抑制核心算法，定位快速精准，能保证机器人在不同速度段下运动平稳无抖动，
节拍优化也是埃夫特新一代SCARA机器人的独特优势，以ESR10-800Z20为例，该机器人标准门型节拍0.33s，相较上一代提升明显。据悉，这是由于埃夫特采用加速度自适应运动规划及轨迹前瞻技术，优化了整体运行节拍，使得相对传统控制模式节拍提升30%左右，从而非常适用于3D打印、涂胶、检测等多段连续轨迹应用场景。
从功能方面来看，由于埃夫特等国产品牌更贴近应用市场，所以在易用性和智能化程度方面来说更有优势。例如埃夫特SCARA机器人就有非常多的人性化设计。其不仅支持示教器、虚拟示教器、RPL编辑器等多种编程工具，满足不同编程人员需求，而且接口即插即用，总线通讯、附加轴、位置跟踪、IO扩展、PLC、智能相机等扩展开放性很高，支持传送带跟踪、2D视觉跟踪和3D视觉跟踪，可实现多品种、多类型产品的混线实时监测跟随功能，能满足不同应用场景需求。
更值得一提的是，在软件算法研发过程中，埃夫特不仅开发了更适应SCARA机器人的运动规划算法、路径规划算法、控制算法等，同时还开发了更实用的机器人操作界面、通信协议等。
据了解，从2022年起，包括富士康、比亚迪、立讯精密、捷普绿点、同兴达、上汽通用五菱、国轩高科等都已成为埃夫特的战略客户。目前随着多个制造企业加快设备升级，埃夫特正以愈发优秀的产品，为客户提供更加完善的产线解决方案与服务。
▍结语与未来
机器人行业整体依然处于成长期，受宏观环境影响，近两年下游厂商投资趋于谨慎，因此机器人市场竞争表现较为激烈。然而随着政策与行业红利继续，市场规模不断扩容，在这种行业背景下，例如埃夫特等具有内生动力的企业更是通过练好内功，针对中国市场进一步明确了各类机器人的性能要求、工作环境、操作对象等关键信息，聚焦核心产品类型，并将产品机械结构设计愈发细分，形成产品矩阵和规模效应，同时控制系统开发成效凸显。这些做法使得埃夫特的整机竞争力快速提升，零部件降本控费能力加强，销量及市场占有率稳步上涨，朝着中国工业机器人第一品牌不断迈进。
我们预计，如果未来埃夫特等头部工业机器人企业加快上下游的资源整合和关键环节的自主可控，未来基于成本控制角度和设备安全可控角度，终端客户必然会进一步加大国产替代力度，对国产品牌机器人的接受度也将越来越高，这会在工业机器人领域带来更加明确的行业洗牌，真正助力我国工业行业高质量发展。