3D 打印的夾具將排水溝蓋放入盒子中。（來源：Rapid Robotics）

總部位于美國舊金山的Rapid Robotics公司是一家機器人即服務（RaaS）供應商，該公司正致力于通過為其出租給客戶的機器人提供3D打印的抓手/末端效應器，使機器人的部署更加容易。

在機器人領域，臂端工具是最昂貴和最具機械挑戰(zhàn)性的方面之一。由于抓手通常是機器人與產(chǎn)品互動的部分，抓手和末端效應器的問題會給生產(chǎn)過程帶來風險。出于這個原因，一些公司專門從事機械臂末端工具的制造，銷售價格高達數(shù)萬美元的抓手。

與旨在簡化和降低企業(yè)采用機器人技術相關成本的RaaS模式相一致，Rapid Robotics公司在抓取器方面采取了一種新穎的方法。據(jù)Rapid公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Jordan Kretchmer稱，該公司的目標是提供廉價的、可獲得的機器人解決方案，這些解決方案高度可靠，易于部署，并為客戶帶來積極的成果。該公司的RaaS服務提供的不僅僅是機器人本身，還包括一整套軟件、基于云的服務、計算機視覺和傳感器，它們相互配合，使租賃價格保持在每小時4至12美元之間--這是人類勞動成本的一小部分。

Kretchmer說，臂端工具定制從一開始就是該公司的首要重點，因為它對客戶最大限度地提高產(chǎn)量至關重要。然而，由于臂端工具需要為每個應用提供專門的工具，增加的成本對RaaS的愿景構成了障礙。由于Rapid公司希望在其快速和低成本的機器人部署承諾的基礎上，該團隊轉向3D打印，以創(chuàng)建靈活、廉價的夾持器，幾乎可用于任何工藝。公司不需要花費大約15萬美元來購買他們工廠所需的機械手，Rapid可以3D打印出每個成本為75美元的機械手，而且只需要12個小時就可以生產(chǎn)。

"我認為首要的是靈活性。"Kretchmer說："我們的系統(tǒng)可以非常迅速地打印出新種類的工具。大約98%的美國制造商認為自己是高混合設施，這意味著他們正試圖獲得最大的機器利用率。但現(xiàn)在的問題是，你在這些設施中看不到機器人，這是因為缺乏靈活性。"

對于尚未部署機器人或使用螺栓固定在地板上且應用受限的模型的制造商而言，3D 打印的夾具可能會改變游戲規(guī)則。Rapid 的自對準 3D 打印定制夾具可以由客戶快速輕松地更換，從而顯著提高生產(chǎn)率。

根據(jù) Kretchmer 的說法，Rapid 提供了靈活性和可靠性。他說 3D 打印夾具的設計過程是數(shù)據(jù)驅動的，并且在 100% 的時間內(nèi)完美適合機器。Rapid 的工程師管理著一個包含 100 多個通用夾具的庫，這些夾具可用作新定制設計的模板。

“不像我們一開始那樣花兩周時間設計抓手，我們現(xiàn)在設計的大部分抓手只涉及調(diào)整更普遍的設計。所以在幾個小時內(nèi)我們就能得到一個新的抓手。我們的庫越大，IP 對我們來說就越強大，我們進行更復雜部署的速度就越快?！?/p>

這與傳統(tǒng)的夾具制造形成鮮明對比，傳統(tǒng)的夾具制造可能會讓客戶等待數(shù)月才能獲得有時需要從海外運送的新夾具。3D 打印使 Rapid 能夠在數(shù)小時內(nèi)為客戶安裝新的夾具。

“這將對市場產(chǎn)生巨大影響?！盞retchmer 說：“因為缺乏靈活性是制造商不使用機器人的主要原因。我們已經(jīng)證明我們的夾具非?？煽俊覀儚奈丛诳蛻羯砩习l(fā)生過夾具斷裂的情況?！?/p>

Rapid 目前在舊金山和底特律 3D 打印夾具。然而，擁有足夠先進的 3D 打印機的客戶也可以打印自己的抓手，以與 Rapid 的租賃機器人一起使用。

用于機器人的 3D 打印抓手的另一個優(yōu)點是它們重量輕。較重的傳統(tǒng)夾具會降低機器人的最大有效載荷，增加破損的風險，并可能推高能源成本。Rapid 最初將夾具打印為堅固的結構，但后來演變?yōu)楦鼜碗s的設計，具有復雜的內(nèi)部結構，既堅固又非常輕便。Kretchmer 估計，一些 3D 打印的夾具的重量比傳統(tǒng)制造方法生產(chǎn)的夾具輕四分之一。

3D 打印夾具的應用幾乎是無限的，因為該技術允許進行傳統(tǒng)制造無法實現(xiàn)的復雜幾何設計。這意味著客戶可以部署機器人來完成更復雜的任務。例如，Rapid 的一位客戶使用機器人生產(chǎn) AeroPress 咖啡機零件。其中一項任務涉及將 AeroPress 徽標沖壓到圓柱形零件的特定側面。Rapid 的 AI 和計算機視覺可確保抓取六角形零件底部時夾具的方向正確。雖然視覺系統(tǒng)只能精確到一定的精度，但夾具本身與六邊形形狀的精確角度相匹配的事實，

另一個客戶生產(chǎn)天溝蓋板，之前每天有 12 人操作機器。然而，Rapid 創(chuàng)造了一種廉價的臂端工具，可以準確地夾住蓋子上的小孔，從而為客戶節(jié)省了大量的管理費用。

3D 打印電路板處理器。（來源：Rapid Robotics）

在另一個示例中，客戶生產(chǎn)的電路板涉及一臺機器放置 14 種不同尺寸的銅片。挑戰(zhàn)在于夾持器必須能夠夾持不同尺寸的板材，而不知道生產(chǎn)線上的下一個尺寸是什么尺寸。此外，必須更換夾具以適應不同尺寸的紙張會影響輸出。So Rapid 利用其云和 AI 技術來更新和激活機械臂的運動，并將吸盤夾具的位置精確調(diào)整到正確的位置，以適應不同的紙張尺寸。

機器人即服務與機器人即服務

根據(jù) Kretchmer 的說法，RaaS 最初代表 Robots-as-a-Service，這意味著提供商將按月向客戶出租機器人。然而，該服務不一定附帶任何其他必要的技術，如專業(yè)的臂端工具、人工智能和視覺工具或云服務——只是機器人。

他說：“我們能夠提供的不僅僅是機器人。不僅僅是機械臂本身，所有其他附加組件都可以無縫協(xié)同工作。正是技術堆棧、IP 和與系統(tǒng)相連的智能才使系統(tǒng)變得更有價值?！?/p>

Rapid 的所有機器人系統(tǒng)都基于云端。這意味著該公司遠程執(zhí)行維護更新并對工廠車間的變化做出響應。人工智能模型可以遠程更新，以便客戶的機械臂可以快速執(zhí)行新零件或新位置。它還使 Rapid 能夠提供 24/7 全天候支持，并隨著時間的推移檢查每一個機器人動作和圖表性能。如果客戶提交了機器人的支持票，Rapid 可以立即檢查性能歷史并查明事情偏離軌道的地方。此外，Rapid 的攝像頭使支持團隊能夠查看問題的原因。例如，如果一只手臂在上午 10 點 02 分停止移動，Kretchmer 說這可能是由于一個人無意中突破了機器人的安全邊界造成的。Rapid 的支持團隊可以重置系統(tǒng)，

“我們的任何客戶都會說 Rapid 是他們團隊的延伸?！盞retchmer 說：“他們不需要對機器人技術有任何了解。他們不需要對機器人進行編程。我們已經(jīng)消除了所有潛在的故障點，并消除了所有潛在的人為錯誤點?！?/p>

Kretchmer 預計競爭對手將嘗試模仿 Rapid 的 RaaS 框架。不過，他表示，該公司的市場優(yōu)勢之一是它起步于軟件業(yè)務，擁有云架構和人工智能能力，這是其他更注重硬件的公司所沒有的。