協作機器人大負載產品嶄露頭角, 工業機器人邁向具身智能新紀元

文:傳動網2024年第六期

導語:據MIR睿工業數據顯示,2024年上半年工業機器人整體 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MIR睿工業數據顯示,2024年上半年工業機器人整體 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,整體工業機器人 產能高于供給, 目前市場正處于一個去庫存和行業淘汰賽的 關鍵階段。

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

  1 協作機器人不斷拓寬大負載產品,焊接協 作機器人迎來發展契機

  (1)協作機器人大負載產品迭代加速,賦能更多行業 根據《2024年全球協作機器人產業發展白皮書》書中

  的數據顯示,在協作機器人市場中,目前仍以5kg級別的輕 負載協作機器人為主導。但近兩年, 由于汽車、食品飲料、 半導體、化學制品等行業對大負載產品的需求增加,市場上 對大負載協作機器人的需求正在不斷增加。截至2023年, 10kg及以上負載的協作機器人市場份額已突破40%,15kg 及以上負載協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用于大負載搬運、碼垛、打磨等場景中。

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  相比工業機器人和輕型協作機器人,大負載協作機器人 同時具備高剛性和高靈活性,填補了前兩者的空白。目前越 來越多協作廠商推出了≥20kg的協作機器人產品,協作機器 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廠商都展出 了大負載協作機器人產品,例如:

  ? 中國協作機器人頭部廠商節卡本次展會推出了重磅新 品——大負載工業協作機器人JAKA MAX40,直接將負載能力 提升至40KG,并榮獲2024年CIIF機器人獎,該產品采用大功率、模塊化核心關節技術,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協作機器人領導品牌達明也重磅推出了 新的大負載協作機器人——TM30S,最高達35kg的負載及 1702mm的臂長搭配智能視覺及AI技術,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、汽車總裝及零 部件行業、金屬加工行業、大負載拆垛/碼垛等既要求人機 協作,又需要大負載的應用場景。

  (2)鋼結構、船舶對自動化焊接需求增多,焊接協作 機器人迎來發展契機

  在《“十四五”智能制造發展規劃》中,工信部等八部 門大力推廣加快發展智能焊接機器人,加快研發生產協作機 器人等新型裝備。2021-2022年,國產協作廠商借助成本的 優勢,在小批量、多批次類型的行業如醫療器械、五金件等 推廣協作弧焊機器人,并初步得到應用。2023年,鋼結構、 船舶、管道加工等行業對智能化、柔性化焊接的需求增多, 協作機器人廠商也開始積極布局相關焊接領域并取得較大的 進展。

  根據MIR睿工業數據,預計相關行業的需求爆發將帶動 協作焊接機器人快速發展,未來兩年協作機器人焊接會有較 大的應用市場(圖2)。

  在2024年工博會中注意到,不少協作機器人企業都展 出了其在焊接領域的相關產品。

  ①優傲機器人焊接工作站

  優傲該款產品方便靈活,能夠快速實現焊接,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 圖中快速發現問題,提高焊接的穩定性。

  ②艾利特機器人弧焊焊接工作站

  該款產品是艾利特在此次工博會上全球首發首展的新 品,該工作站由艾利特CS66協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,可廣泛應用于汽車及零部件、船舶制造、鐵 路、鋼鐵、建筑等行業的設備焊接、鐵軌焊接、管道焊接等 場景應用。

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

  《2024年全球協作機器人產業發展白皮書》寫到,未 來AI技術是協作機器人重點發展的三大新興技術(AI技術、 VR/AR、5G通信技術)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 作機器人將可以對環境進行觀察,自主識別“目標材質特 征”、“目標結構特征”等物理量特征。同時,協作機器人將 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解。

  所以,在眾多優勢加持下,AI+3D視覺正是未來協作機 器人蓬勃發展的關鍵技術之一。

  在展會中,梅卡曼德機器人展出了其最新系列產品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應用,尤其是在汽車、3C、鋰電和 軌道交通等行業,其研發的先進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,也展示了AI+3D視覺在協作機器 人的應用。

  達明機器人創新推出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量檢 查,而不會減慢整個過程,從而提高快節奏制造的生產率。 達明機器人以原生AI協作機器人結合智慧視覺系統,展示了 如何利用“眼睛和大腦”進行外觀瑕疵檢測。TM AI+檢測系統具備靈活的集成性能,利用達明機器人內置視覺采集照 片并上傳至TM AI+服務器,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、物流等行業進行物體分 類、缺陷檢測等行業自動化及轉型升級。

  (4)協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了不少機 器人的身影。

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

  博世力士樂Kassow Robots 7軸協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。該協作機器人具備出色的靈活性,即 便是在空間極為有限的環境中,也能顯著促進生產自動化進 程,大幅提高生產效率。

  2 工業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、機床加工等領域應用越來越廣泛,特 別是汽車領域。

  據MIR睿工業數據預測,未來以下幾個行業對負載需求 會持續上升:

  ①化學制品:日化包裝品重量普遍較重,對機器人的負載 需求上升,未來協作碼垛、>20kg 6-axis導入將有所提高。

  ②醫療用品:醫療行業前道、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。

  ③食品飲料:分揀和包裝環節應用的機器人負載需求不 會有明顯提高。而應對混合碼垛以及快速拆垛方面的需求, 碼垛、搬運環節應用的機器人負載要求會逐漸提高。

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

  ⑤倉儲物流: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,哪些企業在大負載領域脫穎而出?

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

  另外,在本次工博會上,國產頭部工業機器人廠商埃斯 頓再次推陳創新,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 雜垛型構建,碼垛形式靈活,無論半層或整層,均可輕松實 現,滿足所有碼垛應用場景的極致需求。

  (2)工業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 環境。其代表性的產品是最近非常火熱的人形機器人,因為 人形機器人的理想狀態是能像人一樣自主思考并做出相應的 行動。在人形機器人領域,像特斯拉等具有代表性的人形機 器人產品近年來備受關注。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行方面的潛力。然 而,盡管人形機器人在研究和展示中表現出色,其實際應用 落地仍需時間的積累和技術的進一步成熟。人形機器人的復 雜性和高成本使得其在工業生產中的普及面臨諸多挑戰。

  (*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,能夠通過智能體與環境的交互來獲取信息、理解 問題、做出決策并實現行動,從而產生智能行為和適應性。)

  相比之下,具身智能工業機器人則更加專注于實際工業 需求的滿足。它們不追求類人的外形,而是通過優化設計和 功能,專注于提升生產線的柔性和智能化水平。這些機器人 在結構和功能上更符合工業應用的實際需求,具備更高的效 率和更低的成本,使其在短期內更具實用性和市場競爭力。

  在2024年工博會上,多家領先企業展示了最新的具身 智能工業機器人。

  ①捷勃特具身智能工業機器人

  捷勃特和微億智造聯合推出的新一代具身智能工業機器人(EIIR),率先將具身智能理論應用到工業場景,融合感 知、驅動、控制、算法、云服務等技術于一體,能夠更好理 解和適應復雜的工業環境,輕松解決產線的靈活性和適應性 問題,精準且高效地執行各類多元化任務。適用于小批量、 多品種、需要頻繁換線的產品生產中。

  ②中科新松多可?協作雙臂具身智能抓取站

  中科新松多可?協作雙臂具身智能抓取站集成了多項前 沿技術,依托先進的雙臂協作機器人實現靈活精準的操作。 通過末端力控技術精確控制抓取力度,適應不同硬度和形狀 的物體;結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。視覺伺服系統使機器人在操作過程 中能夠動態調整,保持高精度控制。同時,利用大模型任務 理解和元技能操作技術,抓取站能夠智能解析并執行復雜多 樣的任務指令,從物體識別、抓取規劃到精準放置,顯著提 升智能制造和自動化生產線的效率,減少人工干預,展現出 廣泛的應用潛力。

  總結發現,這些具身智能機器人展示了以下幾大創新特點:

  ? 高度集成的感知系統:通過多種傳感器的融合,機器 人能夠實現對生產環境的全方位感知,實時監控生產狀態,及時調整操作策略;

  ? 先進的自主決策能力:結合人工智能和機器學習算 法,機器人能夠自主分析生產數據,優化工作流程,提升生 產效率;

  ? 模塊化設計:具身智能工業機器人采用模塊化設計, 用戶可以根據具體需求進行靈活配置和擴展,滿足不同生產 場景的要求;

  ? 云端協同與數據分析:通過云服務平臺,機器人可以 實現遠程監控和管理,實時數據分析和反饋,幫助企業優化 生產管理和資源配置。

  結語

  以“工業聚能,新質領航”為主題的第24屆中國國際工 業博覽會已圓滿結束,本屆工博會通過各種展示和數據反映 了工業機器人領域的持續進步和創新。在競爭激烈的市場環 境中,企業不斷探索新技術、擴展應用場景,并通過技術迭 代來滿足終端客戶的多元化需求。隨著行業的進一步發展, 期待能在未來看到更多機器人企業推出更完整的創新解決方 案,并實現實際應用落地。


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