協(xié)作機(jī)器人大負(fù)載產(chǎn)品嶄露頭角, 工業(yè)機(jī)器人邁向具身智能新紀(jì)元
文:傳動(dòng)網(wǎng)2024年第六期
導(dǎo)語(yǔ):據(jù)MIR睿工業(yè)數(shù)據(jù)顯示,2024年上半年工業(yè)機(jī)器人整體 銷量約為14萬(wàn)臺(tái),同比增長(zhǎng)5%左右。自2022年以來(lái),中國(guó) 工業(yè)機(jī)器人整體市場(chǎng)需求增速開始放緩,逐步邁入中低速增 長(zhǎng)的新階段。
據(jù)MIR睿工業(yè)數(shù)據(jù)顯示,2024年上半年工業(yè)機(jī)器人整體 銷量約為14萬(wàn)臺(tái),同比增長(zhǎng)5%左右。自2022年以來(lái),中國(guó) 工業(yè)機(jī)器人整體市場(chǎng)需求增速開始放緩,逐步邁入中低速增 長(zhǎng)的新階段。在這一時(shí)期,尤其是近兩年,整體工業(yè)機(jī)器人 產(chǎn)能高于供給, 目前市場(chǎng)正處于一個(gè)去庫(kù)存和行業(yè)淘汰賽的 關(guān)鍵階段。
在激烈競(jìng)爭(zhēng)的背景下,哪些中外企業(yè)能帶給終端用戶新 的產(chǎn)品亮點(diǎn)?為期5天的中國(guó)工業(yè)博覽會(huì)已落下帷幕,讓我 們一起看看今年不同賽道的機(jī)器人廠商的最新動(dòng)態(tài)。
1 協(xié)作機(jī)器人不斷拓寬大負(fù)載產(chǎn)品,焊接協(xié) 作機(jī)器人迎來(lái)發(fā)展契機(jī)
(1)協(xié)作機(jī)器人大負(fù)載產(chǎn)品迭代加速,賦能更多行業(yè) 根據(jù)《2024年全球協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》書中
的數(shù)據(jù)顯示,在協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)中,目前仍以5kg級(jí)別的輕 負(fù)載協(xié)作機(jī)器人為主導(dǎo)。但近兩年, 由于汽車、食品飲料、 半導(dǎo)體、化學(xué)制品等行業(yè)對(duì)大負(fù)載產(chǎn)品的需求增加,市場(chǎng)上 對(duì)大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人的需求正在不斷增加。截至2023年, 10kg及以上負(fù)載的協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)份額已突破40%,15kg 及以上負(fù)載協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)份額也接近20%(圖1)。目前 大負(fù)載機(jī)器人已逐漸應(yīng)用于大負(fù)載搬運(yùn)、碼垛、打磨等場(chǎng)景中。
相比工業(yè)機(jī)器人和輕型協(xié)作機(jī)器人,大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人 同時(shí)具備高剛性和高靈活性,填補(bǔ)了前兩者的空白。目前越 來(lái)越多協(xié)作廠商推出了≥20kg的協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品,協(xié)作機(jī)器 人的負(fù)載范圍不斷擴(kuò)大。
在本次工博會(huì)中,我們也看到了大部分國(guó)產(chǎn)廠商都展出 了大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品,例如:
? 中國(guó)協(xié)作機(jī)器人頭部廠商節(jié)卡本次展會(huì)推出了重磅新 品——大負(fù)載工業(yè)協(xié)作機(jī)器人JAKA MAX40,直接將負(fù)載能力 提升至40KG,并榮獲2024年CIIF機(jī)器人獎(jiǎng),該產(chǎn)品采用大功率、模塊化核心關(guān)節(jié)技術(shù),40kg大負(fù)載,具備高能效、 高速、高精度等特點(diǎn);
? 另外,全球AI協(xié)作機(jī)器人領(lǐng)導(dǎo)品牌達(dá)明也重磅推出了 新的大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人——TM30S,最高達(dá)35kg的負(fù)載及 1702mm的臂長(zhǎng)搭配智能視覺(jué)及AI技術(shù),可搭載3D相機(jī),快 速辨識(shí)箱子體積及位置,適用于半導(dǎo)體行業(yè)、汽車總裝及零 部件行業(yè)、金屬加工行業(yè)、大負(fù)載拆垛/碼垛等既要求人機(jī) 協(xié)作,又需要大負(fù)載的應(yīng)用場(chǎng)景。
(2)鋼結(jié)構(gòu)、船舶對(duì)自動(dòng)化焊接需求增多,焊接協(xié)作 機(jī)器人迎來(lái)發(fā)展契機(jī)
在《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》中,工信部等八部 門大力推廣加快發(fā)展智能焊接機(jī)器人,加快研發(fā)生產(chǎn)協(xié)作機(jī) 器人等新型裝備。2021-2022年,國(guó)產(chǎn)協(xié)作廠商借助成本的 優(yōu)勢(shì),在小批量、多批次類型的行業(yè)如醫(yī)療器械、五金件等 推廣協(xié)作弧焊機(jī)器人,并初步得到應(yīng)用。2023年,鋼結(jié)構(gòu)、 船舶、管道加工等行業(yè)對(duì)智能化、柔性化焊接的需求增多, 協(xié)作機(jī)器人廠商也開始積極布局相關(guān)焊接領(lǐng)域并取得較大的 進(jìn)展。
根據(jù)MIR睿工業(yè)數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)相關(guān)行業(yè)的需求爆發(fā)將帶動(dòng) 協(xié)作焊接機(jī)器人快速發(fā)展,未來(lái)兩年協(xié)作機(jī)器人焊接會(huì)有較 大的應(yīng)用市場(chǎng)(圖2)。
在2024年工博會(huì)中注意到,不少協(xié)作機(jī)器人企業(yè)都展 出了其在焊接領(lǐng)域的相關(guān)產(chǎn)品。
①優(yōu)傲機(jī)器人焊接工作站
優(yōu)傲該款產(chǎn)品方便靈活,能夠快速實(shí)現(xiàn)焊接,并且擁有多種焊接方式,如擺焊、間斷焊等,可以快速切換焊接 方式,擁有三維可視化界面,提前觀察檢測(cè)焊接軌跡,從3D 圖中快速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,提高焊接的穩(wěn)定性。
?、诎貦C(jī)器人弧焊焊接工作站
該款產(chǎn)品是艾利特在此次工博會(huì)上全球首發(fā)首展的新 品,該工作站由艾利特CS66協(xié)作機(jī)器人搭載焊機(jī)和傳感器組 成,搭配全新弧焊套件,可自動(dòng)找尋焊縫位置,免去復(fù)雜的 焊縫示教工作,可廣泛應(yīng)用于汽車及零部件、船舶制造、鐵 路、鋼鐵、建筑等行業(yè)的設(shè)備焊接、鐵軌焊接、管道焊接等 場(chǎng)景應(yīng)用。
(3)AI+3D視覺(jué)賦能協(xié)作機(jī)器人更高效、更智能除了大負(fù)載和焊接外,我們還看到了一些企業(yè)將最近大 火的人工智能與協(xié)作機(jī)器人相結(jié)合,大大提升了協(xié)作機(jī)器人 效率和準(zhǔn)確性。
《2024年全球協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》寫到,未 來(lái)AI技術(shù)是協(xié)作機(jī)器人重點(diǎn)發(fā)展的三大新興技術(shù)(AI技術(shù)、 VR/AR、5G通信技術(shù))之一,其中包括“AI機(jī)器視覺(jué)”和 “機(jī)器學(xué)習(xí)”。在“機(jī)器視覺(jué)”與“機(jī)器學(xué)習(xí)”的加持下,協(xié) 作機(jī)器人將可以對(duì)環(huán)境進(jìn)行觀察,自主識(shí)別“目標(biāo)材質(zhì)特 征”、“目標(biāo)結(jié)構(gòu)特征”等物理量特征。同時(shí),協(xié)作機(jī)器人將 可以自主學(xué)習(xí)掌握更多的方案,無(wú)需人工介入自主為不同的 目標(biāo)選擇不同的最優(yōu)解。
所以,在眾多優(yōu)勢(shì)加持下,AI+3D視覺(jué)正是未來(lái)協(xié)作機(jī) 器人蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。
在展會(huì)中,梅卡曼德機(jī)器人展出了其最新系列產(chǎn)品LNX- 8000和LNX-7500,搭配了Mech-MSR 3D測(cè)量與檢測(cè)軟件, 展示了六大精密測(cè)量相關(guān)應(yīng)用,尤其是在汽車、3C、鋰電和 軌道交通等行業(yè),其研發(fā)的先進(jìn)AI成像算法,不僅能夠處理 啞光、油污和高亮反光材料,并具有超高的精度測(cè)量和快速 的視覺(jué)工程節(jié)拍,檢測(cè)效率大幅提升。
除此之外,剛剛上市的達(dá)明機(jī)器人作為少見的同時(shí)自研 機(jī)器人本體和視覺(jué)的企業(yè),也展示了AI+3D視覺(jué)在協(xié)作機(jī)器 人的應(yīng)用。
達(dá)明機(jī)器人創(chuàng)新推出TM AI+飛拍檢測(cè),將高速機(jī)器人 運(yùn)動(dòng)與圖像捕獲同步進(jìn)行,以進(jìn)行瑕疵檢測(cè)等一系列質(zhì)量檢 查,而不會(huì)減慢整個(gè)過(guò)程,從而提高快節(jié)奏制造的生產(chǎn)率。 達(dá)明機(jī)器人以原生AI協(xié)作機(jī)器人結(jié)合智慧視覺(jué)系統(tǒng),展示了 如何利用“眼睛和大腦”進(jìn)行外觀瑕疵檢測(cè)。TM AI+檢測(cè)系統(tǒng)具備靈活的集成性能,利用達(dá)明機(jī)器人內(nèi)置視覺(jué)采集照 片并上傳至TM AI+服務(wù)器,并對(duì)其進(jìn)行AI檢測(cè)和斷定以及圖 片收集查詢等,幫助汽車、3C電子、物流等行業(yè)進(jìn)行物體分 類、缺陷檢測(cè)等行業(yè)自動(dòng)化及轉(zhuǎn)型升級(jí)。
(4)協(xié)作機(jī)器人又添新玩家
除了機(jī)器人展臺(tái)外,在自動(dòng)化展館竟然也出現(xiàn)了不少機(jī) 器人的身影。
匯川技術(shù)前幾日重磅發(fā)布新品協(xié)作機(jī)器人U8,在本次 展會(huì)中也進(jìn)行了專門的展示。匯川技術(shù)是全球少數(shù)同時(shí)擁有 機(jī)器人本體和核心部件生產(chǎn)能力的廠商,能為其機(jī)器人產(chǎn)品 提供強(qiáng)大的技術(shù)支持和成本控制能力。
博世力士樂(lè)Kassow Robots 7軸協(xié)作機(jī)器人的首次公開 亮相,18KG有效負(fù)載,最大工作半徑可達(dá)到1800毫米,速 度可達(dá)到每秒225度。該協(xié)作機(jī)器人具備出色的靈活性,即 便是在空間極為有限的環(huán)境中,也能顯著促進(jìn)生產(chǎn)自動(dòng)化進(jìn) 程,大幅提高生產(chǎn)效率。
2 工業(yè)機(jī)器人進(jìn)軍具身智能
(1)大負(fù)載趨勢(shì)不減,中外競(jìng)爭(zhēng)加劇
當(dāng)前,大負(fù)載工業(yè)機(jī)器人在新能源汽車、動(dòng)力電池、光 伏、工程機(jī)械、物流、機(jī)床加工等領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛,特 別是汽車領(lǐng)域。
據(jù)MIR睿工業(yè)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè),未來(lái)以下幾個(gè)行業(yè)對(duì)負(fù)載需求 會(huì)持續(xù)上升:
①化學(xué)制品:日化包裝品重量普遍較重,對(duì)機(jī)器人的負(fù)載 需求上升,未來(lái)協(xié)作碼垛、>20kg 6-axis導(dǎo)入將有所提高。
?、卺t(yī)療用品:醫(yī)療行業(yè)前道、中道集中在藥品分揀、搬 運(yùn)以及耗材、器械的裝配等場(chǎng)景,負(fù)載要求一般20kg以下, 但后道大負(fù)載搬運(yùn)場(chǎng)景需求也逐漸增多。
?、凼称凤嬃希悍謷桶b環(huán)節(jié)應(yīng)用的機(jī)器人負(fù)載需求不 會(huì)有明顯提高。而應(yīng)對(duì)混合碼垛以及快速拆垛方面的需求, 碼垛、搬運(yùn)環(huán)節(jié)應(yīng)用的機(jī)器人負(fù)載要求會(huì)逐漸提高。
?、茕囯娦袠I(yè):該行業(yè)大負(fù)載需求日益強(qiáng)烈,SCARA向 50kg機(jī)型發(fā)展,6-axis以210kg機(jī)器人為核心機(jī)型,逐漸向 更重負(fù)載延伸。
⑤倉(cāng)儲(chǔ)物流:大負(fù)載箱體自動(dòng)化拆碼垛的需求不斷提 升,100kg、200kg及300kg級(jí)別機(jī)器人使用將增多。
本次工博會(huì),哪些企業(yè)在大負(fù)載領(lǐng)域脫穎而出?
首先,全球領(lǐng)先的機(jī)器人技術(shù)提供商ABB機(jī)器人展出了 其最新產(chǎn)品IRB 7720,擴(kuò)充了其大型機(jī)器人系列產(chǎn)品。ABB 全新IRB 7710和IRB 7720機(jī)器人包含16種型號(hào),可廣泛應(yīng)用 于不同行業(yè)。尤其適合高負(fù)載組裝應(yīng)用(例如:一體化壓鑄 技術(shù)、高速?zèng)_床和碼垛),也適用于要求高精度的應(yīng)用(例 如機(jī)械加工和攪拌摩擦焊)。
另外,在本次工博會(huì)上,國(guó)產(chǎn)頭部工業(yè)機(jī)器人廠商埃斯 頓再次推陳創(chuàng)新,帶來(lái)了重載碼垛全新力作 ER500-3200- PL,搬運(yùn)重量高達(dá)500kg,其可全面適配單線單垛至雙線雙 垛等多樣化需求,并支持基本、五花、陳列、回字等多種復(fù) 雜垛型構(gòu)建,碼垛形式靈活,無(wú)論半層或整層,均可輕松實(shí) 現(xiàn),滿足所有碼垛應(yīng)用場(chǎng)景的極致需求。
(2)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)軍具身智能
2024工博會(huì)中最新的亮點(diǎn)就是“具身智能工業(yè)機(jī)器人”。
其實(shí),具身智能(Embodied Artificial Intelligence) 的概念很早就被提出過(guò),是為了探索和實(shí)現(xiàn)一種更接近人類 的人工智能形式。這種智能形式不僅能夠處理抽象的計(jì)算問(wèn) 題,還能在物理世界中通過(guò)感知、交互和行動(dòng)來(lái)學(xué)習(xí)和適應(yīng) 環(huán)境。其代表性的產(chǎn)品是最近非常火熱的人形機(jī)器人,因?yàn)? 人形機(jī)器人的理想狀態(tài)是能像人一樣自主思考并做出相應(yīng)的 行動(dòng)。在人形機(jī)器人領(lǐng)域,像特斯拉等具有代表性的人形機(jī) 器人產(chǎn)品近年來(lái)備受關(guān)注。這些機(jī)器人以其類人的外形和行 為,展示了人工智能在自主思考和動(dòng)作執(zhí)行方面的潛力。然 而,盡管人形機(jī)器人在研究和展示中表現(xiàn)出色,其實(shí)際應(yīng)用 落地仍需時(shí)間的積累和技術(shù)的進(jìn)一步成熟。人形機(jī)器人的復(fù) 雜性和高成本使得其在工業(yè)生產(chǎn)中的普及面臨諸多挑戰(zhàn)。
(*具身智能定義:是一種基于物理身體進(jìn)行感知和行動(dòng) 的智能系統(tǒng),能夠通過(guò)智能體與環(huán)境的交互來(lái)獲取信息、理解 問(wèn)題、做出決策并實(shí)現(xiàn)行動(dòng),從而產(chǎn)生智能行為和適應(yīng)性。)
相比之下,具身智能工業(yè)機(jī)器人則更加專注于實(shí)際工業(yè) 需求的滿足。它們不追求類人的外形,而是通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和 功能,專注于提升生產(chǎn)線的柔性和智能化水平。這些機(jī)器人 在結(jié)構(gòu)和功能上更符合工業(yè)應(yīng)用的實(shí)際需求,具備更高的效 率和更低的成本,使其在短期內(nèi)更具實(shí)用性和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
在2024年工博會(huì)上,多家領(lǐng)先企業(yè)展示了最新的具身 智能工業(yè)機(jī)器人。
①捷勃特具身智能工業(yè)機(jī)器人
捷勃特和微億智造聯(lián)合推出的新一代具身智能工業(yè)機(jī)器人(EIIR),率先將具身智能理論應(yīng)用到工業(yè)場(chǎng)景,融合感 知、驅(qū)動(dòng)、控制、算法、云服務(wù)等技術(shù)于一體,能夠更好理 解和適應(yīng)復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境,輕松解決產(chǎn)線的靈活性和適應(yīng)性 問(wèn)題,精準(zhǔn)且高效地執(zhí)行各類多元化任務(wù)。適用于小批量、 多品種、需要頻繁換線的產(chǎn)品生產(chǎn)中。
②中科新松多可?協(xié)作雙臂具身智能抓取站
中科新松多可?協(xié)作雙臂具身智能抓取站集成了多項(xiàng)前 沿技術(shù),依托先進(jìn)的雙臂協(xié)作機(jī)器人實(shí)現(xiàn)靈活精準(zhǔn)的操作。 通過(guò)末端力控技術(shù)精確控制抓取力度,適應(yīng)不同硬度和形狀 的物體;結(jié)合視覺(jué)和深度學(xué)習(xí)算法,快速準(zhǔn)確地進(jìn)行抓取位 姿估計(jì)和物體位姿估計(jì)。視覺(jué)伺服系統(tǒng)使機(jī)器人在操作過(guò)程 中能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整,保持高精度控制。同時(shí),利用大模型任務(wù) 理解和元技能操作技術(shù),抓取站能夠智能解析并執(zhí)行復(fù)雜多 樣的任務(wù)指令,從物體識(shí)別、抓取規(guī)劃到精準(zhǔn)放置,顯著提 升智能制造和自動(dòng)化生產(chǎn)線的效率,減少人工干預(yù),展現(xiàn)出 廣泛的應(yīng)用潛力。
總結(jié)發(fā)現(xiàn),這些具身智能機(jī)器人展示了以下幾大創(chuàng)新特點(diǎn):
? 高度集成的感知系統(tǒng):通過(guò)多種傳感器的融合,機(jī)器 人能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的全方位感知,實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)狀態(tài),及時(shí)調(diào)整操作策略;
? 先進(jìn)的自主決策能力:結(jié)合人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)算 法,機(jī)器人能夠自主分析生產(chǎn)數(shù)據(jù),優(yōu)化工作流程,提升生 產(chǎn)效率;
? 模塊化設(shè)計(jì):具身智能工業(yè)機(jī)器人采用模塊化設(shè)計(jì), 用戶可以根據(jù)具體需求進(jìn)行靈活配置和擴(kuò)展,滿足不同生產(chǎn) 場(chǎng)景的要求;
? 云端協(xié)同與數(shù)據(jù)分析:通過(guò)云服務(wù)平臺(tái),機(jī)器人可以 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析和反饋,幫助企業(yè)優(yōu)化 生產(chǎn)管理和資源配置。
結(jié)語(yǔ)
以“工業(yè)聚能,新質(zhì)領(lǐng)航”為主題的第24屆中國(guó)國(guó)際工 業(yè)博覽會(huì)已圓滿結(jié)束,本屆工博會(huì)通過(guò)各種展示和數(shù)據(jù)反映 了工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的持續(xù)進(jìn)步和創(chuàng)新。在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)環(huán) 境中,企業(yè)不斷探索新技術(shù)、擴(kuò)展應(yīng)用場(chǎng)景,并通過(guò)技術(shù)迭 代來(lái)滿足終端客戶的多元化需求。隨著行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展, 期待能在未來(lái)看到更多機(jī)器人企業(yè)推出更完整的創(chuàng)新解決方 案,并實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用落地。
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