中国制造业中小企业占绝大多数，很多中小加工厂车间面积有限，想要上机器人自动化，传统工业机器人又大又重，需要专门做大底座固定，占用很多车间空间，小车间根本放不下，很多中小企业老板只能望而却步，自动化改造步伐慢下来。现在轻量化技术突破，改变了这个局面，新一代轻量化工业机器人，做到负载十公斤，自重只有二十五公斤，负载自重比比传统机器人提升不少，体积更小，安装不需要大面积基础改造，小车间也能放下，一下子打开了中小企业市场，成为本届工业机器人专区最大亮点。

负载自重比提升了，对工业设计提出新要求。要减轻自重，还要保证机身刚度，运动过程中变形不能超标，否则精度达不到要求，影响加工组装质量，这就是一对典型设计矛盾，需要设计师用平衡思维解决。江苏创品扎根长三角制造业中心，天天和中小企业自动化改造项目打交道，深知中小企业需求，所以在设计过程中，我们坚持用系统思维解决这个矛盾，通过材料优化和结构拓扑优化，在减轻重量同时保证刚度满足要求。

结构拓扑优化是轻量化设计有效方法，我们和结构工程师配合，对机器人臂杆受力做了详细分析，去掉受力小部位多余材料，在受力大部位保留足够材料，这样既减轻了重量，又保证了刚度，不会因为减重影响精度。过去这种优化方法计算量大，成本高，现在计算能力提升，拓扑优化成本下降，能用到量产产品设计上，帮助实现轻量化，这就是技术进步给设计带来便利。

材料选择也很重要，高强度铝合金比钢材轻很多，强度也能满足要求，适合轻量化机器人臂杆，我们在设计中，主要受力臂杆采用高强度铝合金锻造加工，强度够重量轻，加工性能也好，成本比碳纤维低很多，适合大批量生产，中小企业能承受价格，不会因为轻量化大幅推高产品价格，性价比更好，用户更容易接受。创品千乘设计团队在多个项目实践过这种材料搭配，经验成熟，能快速找到性能价格平衡点。

安装方式设计也要适应小型车间需求。传统机器人需要很重混凝土地基固定，安装要找工人做基础，耽误时间成本高，轻量化机器人重量轻，受力也小，我们设计了一体式安装底板，用户拿到手，直接放在平整地面就能固定，不用专门做混凝土地基，省掉改造工序，安装到位就能用，大大缩短部署时间，降低改造升本，小车间两三天就能完成改造投产，对中小企业太有吸引力了。

关节防护设计也要适应中小企业车间环境。很多中小加工厂车间环境不是很好，有灰尘有切削液，所以防护等级不能降低，我们在设计中，关节密封防护按照工业级标准设计，能防尘防切削液飞溅，适应一般加工车间环境，长期使用不容易出问题，减少维护。外壳设计简洁流畅，不容易积灰，日常清洁很方便，保持干净整洁，延长使用寿命。

操作交互设计也要考虑中小企业实际情况。很多中小企业没有专业机器人编程人员，所以我们配合零代码编程趋势，设计了简洁交互示教器，界面清晰功能突出，常用功能放在显眼位置，新手简单培训就能学会操作，不用专业编程人员就能正常使用，降低了使用门槛，符合中小企业人员结构实际情况。急停按钮设计很大，位置显眼，遇到紧急情况一眼就能找到，能马上停下，安全有保证。

运输移动设计也做了优化，自重轻了，一个小型叉车就能搬运，安装的时候不需要大型起重设备，中小企业自己就能搞定，不用请专业安装队，进一步降低安装部署成本，很多中小企业场地狭窄，大型吊车开不进去，轻量化就解决了这个问题，机器人能顺利进到车间安装到位，这都是实际使用中非常实在优点，用户能直接感受到好处。

从设计方法论角度看，轻量化工业机器人设计就是典型平衡艺术。减轻重量和保证刚度要平衡，性能和成本要平衡，小型化和散热防护要平衡，任何一方面走极端都做不出好产品。比如说一味追求轻量化，把材料做的太薄，刚度不够精度下降，用户用不了。又比如说为了保证刚度，重量减不下来，还是大重笨，满足不了小车间需求。设计师就是要在这中间找到恰到好处平衡点，满足用户核心需求，兼顾各方面性能，做出让用户满意产品。

长三角地区中小企业多，对自动化需求很旺盛，但是车间面积普遍不大，预算也有限，轻量化机器人正好击中这个痛点，满足了中小企业需求，所以市场爆发很自然。江苏创品作为本土地工业设计机构，贴近市场贴近用户，知道中小企业痛点在哪里，设计就能做到点子上，帮助企业把产品做好，打开市场。无锡常州苏州这边，中小加工厂特别多，很多客户都反映，原来想上机器人就是车间放不下，现在轻量化出来了，终于能上了，可见这个痛点有多痛，市场需求有多大。

过去很多人觉得，工业机器人设计就是工程师事，工业设计师没多少事，其实不对，工业设计师从用户角度出发，能发现很多工程师忽略使用细节，这些细节恰恰是用户能感受到，决定产品好不好用。比如说安装便利性，使用简单性，维护方便性，这些都需要工业设计师从用户角度出发，优化设计，让产品更好用。创品千乘多年来坚持设计师要走到车间看实际使用，就是要掌握第一手用户需求，把这些需求落实到设计细节中，让产品真正好用。

现在自动化改造浪潮席卷广大中小企业，轻量化低成本机器人正好赶上这个风口，未来几年需求会持续增长，市场空间很大。技术突破已经有了，接下来就是设计跟上，把技术优势转化为用户能感受到产品优势，让更多中小企业能用得上用得起工业机器人，加快自动化转型步伐。江苏创品也会继续发挥本土设计优势，帮助更多机器人企业做好轻量化产品设计，推动行业发展，为长三角制造业升级贡献设计力量，让更多中小企业享受技术进步好处。

相信未来随着材料技术和设计方法不断进步，工业机器人负载自重比还会继续提升，会有更多更高性能轻量化机器人推出，满足更多不同场景需求，自动化普及率会越来越高，中国制造业整体竞争力会越来越强，这个过程需要技术创新也需要设计创新，两者结合才能真正推动产业进步，我们作为工业设计师，会继续努力，做好自己这份工作。