3D 打印的夹具将排水沟盖放入盒子中。（来源：Rapid Robotics）
总部位于美国旧金山的Rapid Robotics公司是一家机器人即服务（RaaS）供应商，该公司正致力于通过为其出租给客户的机器人提供3D打印的抓手/末端效应器，使机器人的部署更加容易。
在机器人领域，臂端工具是最昂贵和最具机械挑战性的方面之一。由于抓手通常是机器人与产品互动的部分，抓手和末端效应器的问题会给生产过程带来风险。出于这个原因，一些公司专门从事机械臂末端工具的制造，销售价格高达数万美元的抓手。
与旨在简化和降低企业采用机器人技术相关成本的RaaS模式相一致，Rapid Robotics公司在抓取器方面采取了一种新颖的方法。据Rapid公司创始人兼首席执行官Jordan Kretchmer称，该公司的目标是提供廉价的、可获得的机器人解决方案，这些解决方案高度可靠，易于部署，并为客户带来积极的成果。该公司的RaaS服务提供的不仅仅是机器人本身，还包括一整套软件、基于云的服务、计算机视觉和传感器，它们相互配合，使租赁价格保持在每小时4至12美元之间--这是人类劳动成本的一小部分。
Kretchmer说，臂端工具定制从一开始就是该公司的首要重点，因为它对客户最大限度地提高产量至关重要。然而，由于臂端工具需要为每个应用提供专门的工具，增加的成本对RaaS的愿景构成了障碍。由于Rapid公司希望在其快速和低成本的机器人部署承诺的基础上，该团队转向3D打印，以创建灵活、廉价的夹持器，几乎可用于任何工艺。公司不需要花费大约15万美元来购买他们工厂所需的机械手，Rapid可以3D打印出每个成本为75美元的机械手，而且只需要12个小时就可以生产。
"我认为首要的是灵活性。"Kretchmer说："我们的系统可以非常迅速地打印出新种类的工具。大约98%的美国制造商认为自己是高混合设施，这意味着他们正试图获得最大的机器利用率。但现在的问题是，你在这些设施中看不到机器人，这是因为缺乏灵活性。"
对于尚未部署机器人或使用螺栓固定在地板上且应用受限的模型的制造商而言，3D 打印的夹具可能会改变游戏规则。Rapid 的自对准 3D 打印定制夹具可以由客户快速轻松地更换，从而显着提高生产率。
根据 Kretchmer 的说法，Rapid 提供了灵活性和可靠性。他说 3D 打印夹具的设计过程是数据驱动的，并且在 100% 的时间内完美适合机器。Rapid 的工程师管理着一个包含 100 多个通用夹具的库，这些夹具可用作新定制设计的模板。
“不像我们一开始那样花两周时间设计抓手，我们现在设计的大部分抓手只涉及调整更普遍的设计。所以在几个小时内我们就能得到一个新的抓手。我们的库越大，IP 对我们来说就越强大，我们进行更复杂部署的速度就越快。”
这与传统的夹具制造形成鲜明对比，传统的夹具制造可能会让客户等待数月才能获得有时需要从海外运送的新夹具。3D 打印使 Rapid 能够在数小时内为客户安装新的夹具。
“这将对市场产生巨大影响。”Kretchmer 说：“因为缺乏灵活性是制造商不使用机器人的主要原因。我们已经证明我们的夹具非常可靠——我们从未在客户身上发生过夹具断裂的情况。”
Rapid 目前在旧金山和底特律 3D 打印夹具。然而，拥有足够先进的 3D 打印机的客户也可以打印自己的抓手，以与 Rapid 的租赁机器人一起使用。
用于机器人的 3D 打印抓手的另一个优点是它们重量轻。较重的传统夹具会降低机器人的最大有效载荷，增加破损的风险，并可能推高能源成本。Rapid 最初将夹具打印为坚固的结构，但后来演变为更复杂的设计，具有复杂的内部结构，既坚固又非常轻便。Kretchmer 估计，一些 3D 打印的夹具的重量比传统制造方法生产的夹具轻四分之一。
3D 打印夹具的应用几乎是无限的，因为该技术允许进行传统制造无法实现的复杂几何设计。这意味着客户可以部署机器人来完成更复杂的任务。例如，Rapid 的一位客户使用机器人生产 AeroPress 咖啡机零件。其中一项任务涉及将 AeroPress 徽标冲压到圆柱形零件的特定侧面。Rapid 的 AI 和计算机视觉可确保抓取六角形零件底部时夹具的方向正确。虽然视觉系统只能精确到一定的精度，但夹具本身与六边形形状的精确角度相匹配的事实，
另一个客户生产天沟盖板，之前每天有 12 人操作机器。然而，Rapid 创造了一种廉价的臂端工具，可以准确地夹住盖子上的小孔，从而为客户节省了大量的管理费用。
3D 打印电路板处理器。（来源：Rapid Robotics）
在另一个示例中，客户生产的电路板涉及一台机器放置 14 种不同尺寸的铜片。挑战在于夹持器必须能够夹持不同尺寸的板材，而不知道生产线上的下一个尺寸是什么尺寸。此外，必须更换夹具以适应不同尺寸的纸张会影响输出。So Rapid 利用其云和 AI 技术来更新和激活机械臂的运动，并将吸盘夹具的位置精确调整到正确的位置，以适应不同的纸张尺寸。
机器人即服务与机器人即服务
根据 Kretchmer 的说法，RaaS 最初代表 Robots-as-a-Service，这意味着提供商将按月向客户出租机器人。然而，该服务不一定附带任何其他必要的技术，如专业的臂端工具、人工智能和视觉工具或云服务——只是机器人。
他说：“我们能够提供的不仅仅是机器人。不仅仅是机械臂本身，所有其他附加组件都可以无缝协同工作。正是技术堆栈、IP 和与系统相连的智能才使系统变得更有价值。”
Rapid 的所有机器人系统都基于云端。这意味着该公司远程执行维护更新并对工厂车间的变化做出响应。人工智能模型可以远程更新，以便客户的机械臂可以快速执行新零件或新位置。它还使 Rapid 能够提供 24/7 全天候支持，并随着时间的推移检查每一个机器人动作和图表性能。如果客户提交了机器人的支持票，Rapid 可以立即检查性能历史并查明事情偏离轨道的地方。此外，Rapid 的摄像头使支持团队能够查看问题的原因。例如，如果一只手臂在上午 10 点 02 分停止移动，Kretchmer 说这可能是由于一个人无意中突破了机器人的安全边界造成的。Rapid 的支持团队可以重置系统，
“我们的任何客户都会说 Rapid 是他们团队的延伸。”Kretchmer 说：“他们不需要对机器人技术有任何了解。他们不需要对机器人进行编程。我们已经消除了所有潜在的故障点，并消除了所有潜在的人为错误点。”
Kretchmer 预计竞争对手将尝试模仿 Rapid 的 RaaS 框架。不过，他表示，该公司的市场优势之一是它起步于软件业务，拥有云架构和人工智能能力，这是其他更注重硬件的公司所没有的。
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