協(xié)作機器人大負載產(chǎn)品嶄露頭角, 工業(yè)機器人邁向具身智能新紀元

文:傳動網(wǎng)2024年第六期

導語:據(jù)MIR睿工業(yè)數(shù)據(jù)顯示,2024年上半年工業(yè)機器人整體 銷量約為14萬臺,同比增長5%左右。自2022年以來,中國 工業(yè)機器人整體市場需求增速開始放緩,逐步邁入中低速增 長的新階段。

  據(jù)MIR睿工業(yè)數(shù)據(jù)顯示,2024年上半年工業(yè)機器人整體 銷量約為14萬臺,同比增長5%左右。自2022年以來,中國 工業(yè)機器人整體市場需求增速開始放緩,逐步邁入中低速增 長的新階段。在這一時期,尤其是近兩年,整體工業(yè)機器人 產(chǎn)能高于供給, 目前市場正處于一個去庫存和行業(yè)淘汰賽的 關(guān)鍵階段。

  在激烈競爭的背景下,哪些中外企業(yè)能帶給終端用戶新 的產(chǎn)品亮點?為期5天的中國工業(yè)博覽會已落下帷幕,讓我 們一起看看今年不同賽道的機器人廠商的最新動態(tài)。

  1 協(xié)作機器人不斷拓寬大負載產(chǎn)品,焊接協(xié) 作機器人迎來發(fā)展契機

  (1)協(xié)作機器人大負載產(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)作機器人市場中,目前仍以5kg級別的輕 負載協(xié)作機器人為主導。但近兩年, 由于汽車、食品飲料、 半導體、化學制品等行業(yè)對大負載產(chǎn)品的需求增加,市場上 對大負載協(xié)作機器人的需求正在不斷增加。截至2023年, 10kg及以上負載的協(xié)作機器人市場份額已突破40%,15kg 及以上負載協(xié)作機器人市場份額也接近20%(圖1)。目前 大負載機器人已逐漸應(yīng)用于大負載搬運、碼垛、打磨等場景中。

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  相比工業(yè)機器人和輕型協(xié)作機器人,大負載協(xié)作機器人 同時具備高剛性和高靈活性,填補了前兩者的空白。目前越 來越多協(xié)作廠商推出了≥20kg的協(xié)作機器人產(chǎn)品,協(xié)作機器 人的負載范圍不斷擴大。

  在本次工博會中,我們也看到了大部分國產(chǎn)廠商都展出 了大負載協(xié)作機器人產(chǎn)品,例如:

  ? 中國協(xié)作機器人頭部廠商節(jié)卡本次展會推出了重磅新 品——大負載工業(yè)協(xié)作機器人JAKA MAX40,直接將負載能力 提升至40KG,并榮獲2024年CIIF機器人獎,該產(chǎn)品采用大功率、模塊化核心關(guān)節(jié)技術(shù),40kg大負載,具備高能效、 高速、高精度等特點;

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  ? 另外,全球AI協(xié)作機器人領(lǐng)導品牌達明也重磅推出了 新的大負載協(xié)作機器人——TM30S,最高達35kg的負載及 1702mm的臂長搭配智能視覺及AI技術(shù),可搭載3D相機,快 速辨識箱子體積及位置,適用于半導體行業(yè)、汽車總裝及零 部件行業(yè)、金屬加工行業(yè)、大負載拆垛/碼垛等既要求人機 協(xié)作,又需要大負載的應(yīng)用場景。

  (2)鋼結(jié)構(gòu)、船舶對自動化焊接需求增多,焊接協(xié)作 機器人迎來發(fā)展契機

  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)展智能焊接機器人,加快研發(fā)生產(chǎn)協(xié)作機 器人等新型裝備。2021-2022年,國產(chǎn)協(xié)作廠商借助成本的 優(yōu)勢,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)對智能化、柔性化焊接的需求增多, 協(xié)作機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 進展。

  根據(jù)MIR睿工業(yè)數(shù)據(jù),預計相關(guān)行業(yè)的需求爆發(fā)將帶動 協(xié)作焊接機器人快速發(fā)展,未來兩年協(xié)作機器人焊接會有較 大的應(yīng)用市場(圖2)。

  在2024年工博會中注意到,不少協(xié)作機器人企業(yè)都展 出了其在焊接領(lǐng)域的相關(guān)產(chǎn)品。

 ?、賰?yōu)傲機器人焊接工作站

  優(yōu)傲該款產(chǎn)品方便靈活,能夠快速實現(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,提前觀察檢測焊接軌跡,從3D 圖中快速發(fā)現(xiàn)問題,提高焊接的穩(wěn)定性。

 ?、诎貦C器人弧焊焊接工作站

  該款產(chǎn)品是艾利特在此次工博會上全球首發(fā)首展的新 品,該工作站由艾利特CS66協(xié)作機器人搭載焊機和傳感器組 成,搭配全新弧焊套件,可自動找尋焊縫位置,免去復雜的 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 場景應(yīng)用。

  (3)AI+3D視覺賦能協(xié)作機器人更高效、更智能除了大負載和焊接外,我們還看到了一些企業(yè)將最近大 火的人工智能與協(xié)作機器人相結(jié)合,大大提升了協(xié)作機器人 效率和準確性。

  《2024年全球協(xié)作機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》寫到,未 來AI技術(shù)是協(xié)作機器人重點發(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機器視覺”和 “機器學習”。在“機器視覺”與“機器學習”的加持下,協(xié) 作機器人將可以對環(huán)境進行觀察,自主識別“目標材質(zhì)特 征”、“目標結(jié)構(gòu)特征”等物理量特征。同時,協(xié)作機器人將 可以自主學習掌握更多的方案,無需人工介入自主為不同的 目標選擇不同的最優(yōu)解。

  所以,在眾多優(yōu)勢加持下,AI+3D視覺正是未來協(xié)作機 器人蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。

  在展會中,梅卡曼德機器人展出了其最新系列產(chǎn)品LNX- 8000和LNX-7500,搭配了Mech-MSR 3D測量與檢測軟件, 展示了六大精密測量相關(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量和快速 的視覺工程節(jié)拍,檢測效率大幅提升。

  除此之外,剛剛上市的達明機器人作為少見的同時自研 機器人本體和視覺的企業(yè),也展示了AI+3D視覺在協(xié)作機器 人的應(yīng)用。

  達明機器人創(chuàng)新推出TM AI+飛拍檢測,將高速機器人 運動與圖像捕獲同步進行,以進行瑕疵檢測等一系列質(zhì)量檢 查,而不會減慢整個過程,從而提高快節(jié)奏制造的生產(chǎn)率。 達明機器人以原生AI協(xié)作機器人結(jié)合智慧視覺系統(tǒng),展示了 如何利用“眼睛和大腦”進行外觀瑕疵檢測。TM AI+檢測系統(tǒng)具備靈活的集成性能,利用達明機器人內(nèi)置視覺采集照 片并上傳至TM AI+服務(wù)器,并對其進行AI檢測和斷定以及圖 片收集查詢等,幫助汽車、3C電子、物流等行業(yè)進行物體分 類、缺陷檢測等行業(yè)自動化及轉(zhuǎn)型升級。

  (4)協(xié)作機器人又添新玩家

  除了機器人展臺外,在自動化展館竟然也出現(xiàn)了不少機 器人的身影。

  匯川技術(shù)前幾日重磅發(fā)布新品協(xié)作機器人U8,在本次 展會中也進行了專門的展示。匯川技術(shù)是全球少數(shù)同時擁有 機器人本體和核心部件生產(chǎn)能力的廠商,能為其機器人產(chǎn)品 提供強大的技術(shù)支持和成本控制能力。

  博世力士樂Kassow Robots 7軸協(xié)作機器人的首次公開 亮相,18KG有效負載,最大工作半徑可達到1800毫米,速 度可達到每秒225度。該協(xié)作機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,也能顯著促進生產(chǎn)自動化進 程,大幅提高生產(chǎn)效率。

  2 工業(yè)機器人進軍具身智能

  (1)大負載趨勢不減,中外競爭加劇

  當前,大負載工業(yè)機器人在新能源汽車、動力電池、光 伏、工程機械、物流、機床加工等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛,特 別是汽車領(lǐng)域。

  據(jù)MIR睿工業(yè)數(shù)據(jù)預測,未來以下幾個行業(yè)對負載需求 會持續(xù)上升:

 ?、倩瘜W制品:日化包裝品重量普遍較重,對機器人的負載 需求上升,未來協(xié)作碼垛、>20kg 6-axis導入將有所提高。

 ?、卺t(yī)療用品:醫(yī)療行業(yè)前道、中道集中在藥品分揀、搬 運以及耗材、器械的裝配等場景,負載要求一般20kg以下, 但后道大負載搬運場景需求也逐漸增多。

 ?、凼称凤嬃希悍謷桶b環(huán)節(jié)應(yīng)用的機器人負載需求不 會有明顯提高。而應(yīng)對混合碼垛以及快速拆垛方面的需求, 碼垛、搬運環(huán)節(jié)應(yīng)用的機器人負載要求會逐漸提高。

  ④鋰電行業(yè):該行業(yè)大負載需求日益強烈,SCARA向 50kg機型發(fā)展,6-axis以210kg機器人為核心機型,逐漸向 更重負載延伸。

 ?、輦}儲物流:大負載箱體自動化拆碼垛的需求不斷提 升,100kg、200kg及300kg級別機器人使用將增多。

  本次工博會,哪些企業(yè)在大負載領(lǐng)域脫穎而出?

  首先,全球領(lǐng)先的機器人技術(shù)提供商ABB機器人展出了 其最新產(chǎn)品IRB 7720,擴充了其大型機器人系列產(chǎn)品。ABB 全新IRB 7710和IRB 7720機器人包含16種型號,可廣泛應(yīng)用 于不同行業(yè)。尤其適合高負載組裝應(yīng)用(例如:一體化壓鑄 技術(shù)、高速沖床和碼垛),也適用于要求高精度的應(yīng)用(例 如機械加工和攪拌摩擦焊)。

  另外,在本次工博會上,國產(chǎn)頭部工業(yè)機器人廠商埃斯 頓再次推陳創(chuàng)新,帶來了重載碼垛全新力作 ER500-3200- PL,搬運重量高達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 雜垛型構(gòu)建,碼垛形式靈活,無論半層或整層,均可輕松實 現(xiàn),滿足所有碼垛應(yīng)用場景的極致需求。

  (2)工業(yè)機器人進軍具身智能

  2024工博會中最新的亮點就是“具身智能工業(yè)機器人”。

  其實,具身智能(Embodied Artificial Intelligence) 的概念很早就被提出過,是為了探索和實現(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算問 題,還能在物理世界中通過感知、交互和行動來學習和適應(yīng) 環(huán)境。其代表性的產(chǎn)品是最近非?;馃岬娜诵螜C器人,因為 人形機器人的理想狀態(tài)是能像人一樣自主思考并做出相應(yīng)的 行動。在人形機器人領(lǐng)域,像特斯拉等具有代表性的人形機 器人產(chǎn)品近年來備受關(guān)注。這些機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作執(zhí)行方面的潛力。然 而,盡管人形機器人在研究和展示中表現(xiàn)出色,其實際應(yīng)用 落地仍需時間的積累和技術(shù)的進一步成熟。人形機器人的復 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行感知和行動 的智能系統(tǒng),能夠通過智能體與環(huán)境的交互來獲取信息、理解 問題、做出決策并實現(xiàn)行動,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)機器人則更加專注于實際工業(yè) 需求的滿足。它們不追求類人的外形,而是通過優(yōu)化設(shè)計和 功能,專注于提升生產(chǎn)線的柔性和智能化水平。這些機器人 在結(jié)構(gòu)和功能上更符合工業(yè)應(yīng)用的實際需求,具備更高的效 率和更低的成本,使其在短期內(nèi)更具實用性和市場競爭力。

  在2024年工博會上,多家領(lǐng)先企業(yè)展示了最新的具身 智能工業(yè)機器人。

 ?、俳莶鼐呱碇悄芄I(yè)機器人

  捷勃特和微億智造聯(lián)合推出的新一代具身智能工業(yè)機器人(EIIR),率先將具身智能理論應(yīng)用到工業(yè)場景,融合感 知、驅(qū)動、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 問題,精準且高效地執(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。

 ?、谥锌菩滤啥嗫?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前 沿技術(shù),依托先進的雙臂協(xié)作機器人實現(xiàn)靈活精準的操作。 通過末端力控技術(shù)精確控制抓取力度,適應(yīng)不同硬度和形狀 的物體;結(jié)合視覺和深度學習算法,快速準確地進行抓取位 姿估計和物體位姿估計。視覺伺服系統(tǒng)使機器人在操作過程 中能夠動態(tài)調(diào)整,保持高精度控制。同時,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)行復雜多 樣的任務(wù)指令,從物體識別、抓取規(guī)劃到精準放置,顯著提 升智能制造和自動化生產(chǎn)線的效率,減少人工干預,展現(xiàn)出 廣泛的應(yīng)用潛力。

  總結(jié)發(fā)現(xiàn),這些具身智能機器人展示了以下幾大創(chuàng)新特點:

  ? 高度集成的感知系統(tǒng):通過多種傳感器的融合,機器 人能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)環(huán)境的全方位感知,實時監(jiān)控生產(chǎn)狀態(tài),及時調(diào)整操作策略;

  ? 先進的自主決策能力:結(jié)合人工智能和機器學習算 法,機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:具身智能工業(yè)機器人采用模塊化設(shè)計, 用戶可以根據(jù)具體需求進行靈活配置和擴展,滿足不同生產(chǎn) 場景的要求;

  ? 云端協(xié)同與數(shù)據(jù)分析:通過云服務(wù)平臺,機器人可以 實現(xiàn)遠程監(jiān)控和管理,實時數(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

  以“工業(yè)聚能,新質(zhì)領(lǐng)航”為主題的第24屆中國國際工 業(yè)博覽會已圓滿結(jié)束,本屆工博會通過各種展示和數(shù)據(jù)反映 了工業(yè)機器人領(lǐng)域的持續(xù)進步和創(chuàng)新。在競爭激烈的市場環(huán) 境中,企業(yè)不斷探索新技術(shù)、擴展應(yīng)用場景,并通過技術(shù)迭 代來滿足終端客戶的多元化需求。隨著行業(yè)的進一步發(fā)展, 期待能在未來看到更多機器人企業(yè)推出更完整的創(chuàng)新解決方 案,并實現(xiàn)實際應(yīng)用落地。


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