2025年复合移动机器人销量有望突破1.2万台 未来前景可期

来源 | 高工机器人

从磁导航式AGV到类KIVA式AGV,再到工业AMR,移动机器人产业已成为新技术、新产品、新团队的聚集地。

从产品角度来看,“复合机器人”无疑是2021年最受关注的创新产品之一。2021年,市场上大部分的移动机器人厂商、协作机器人厂商或联合或自研均推出了自己的复合机器人产品,其中不少已经落地应用,并形成了示范效应。高工机器人产业研究所(GGII)保守预计到2025年复合机器人销量有望突破1.2万台

但在仙工智能机器人事业部总监叶杨笙看来,目前各移动机器人厂家对于“复合机器人”这一产品形态,仍处于概念摸索和尝试阶段,复合机器人在各个行业的具体应用需求也没有成熟。在终端客户层面,他们在各大展会上见过此类产品,因而形成一个初步的认识,意识到“可以用这个产品替代人工”,但是对于周边的配套环境和条件并没有一个切实的了解。

叶杨笙判断,当前复合机器人领域仍处于“有了,但又好像没有”的状态,还需要供求双方更多深入合作和探索。不可否认的是,复合机器人作为移动机器人产品的细分类别之一,前景可期,未来将朝着更专业、体系更完整的方向发展

025年复合移动机器人销量有望突破1.2万台

“产品化”需要迈过几道坎?

在机器人领域,通用工业机器人被称为机械臂,用以替代人胳膊的功能;而AMR则用以替代人腿脚的功能。为了使机器人更加智能化、柔性化,同时具备腿和手的功能,AMR+机械臂的结构应运而生,业内人士称之为“复合机器人”。

从技术难度上来讲,复合型机器人主要由AMR、机械臂、视觉相机、末端执行器几部分构成。业内常见的复合型机器人是集成商采购不同的产品,进行组装和二次开发。这就导致了机器人的结构较为复杂,且由于各个子单位的控制器不同,其内部通讯协议等完全不同,集成商的二次开发较为复杂。

仙工智能的解法是:基于强大的SRC系列核心控制器完成【硬件集成+软件集成】,实现手臂、车体、视觉的一体化控制,解决各种应用难题,加速产品大批量应用

025年复合移动机器人销量有望突破1.2万台

叶杨笙判断,未来的复合机器人一定是作为一个独立产品出现在各个应用里。在构建复合机器人系统时,将软件、算法和硬件进行有机结合,是复合机器人发展的重要趋势,打通能够抽取众多非标应用场景中的共性,从而为实现标准化打基础做铺垫

具体来看,视觉AI 为复合移动机器人提供较高的定位、取放冗余度,是柔性智造核心环节,其无论从技术领域,还是应用领域,都可以做到更加方便、稳定、精确,为实现复合机器人的应用开拓空间。

软件基础是决定复合移动机器人快速部署、落地的保障。目前的大多数复合移动机器人面临的一个产品化问题就是,现场部署条件差、效率低,缺乏一个有效的系统软件,协助现场人员快速落地。因此长期来看,与复合机器人系统一同工作的软件系统一定往更加简单、高效率的方向发展。

仙工智能的优势首先在于对控制的深耕和理解,在导航和运动底盘的运动控制方面,仙工智能的AMB系列标准底盘可以保证整车的重复到点一致性,给复合机器人的下一步作业打好基础。

同时,仙工智能自主研发的RoboView 视觉 AI 解决方案,为机械手臂的视觉感知保驾护航,和机械臂厂家联合,在复合机器人的两个最大的关键技术点上提供强有力支持。

在实际项目中,仙工智能实现了项目的一体化实施,客户不必再同时使用手臂、底盘和视觉的各自上位机软件进行设置,而是通过 Roboshop Pro 完成一站式调试。如此以来,解决了多工位之间不能复用调试工作成果的问题,让工作变得可复用,也解决了大集群工站部署费时现状。

这样的一站式部署既降低了对于现场施工人员的要求,又实现了大幅缩短项目落地时间的目的,加速复合机器人产品大批量应用。

025年复合移动机器人销量有望突破1.2万台
025年复合移动机器人销量有望突破1.2万台

再者,复合机器人的控制、状态、交互标准也很重要,尤其以电气接口和软件通讯接口更紧迫。在实际应用中,复合机器人通常需要对接其他控制、显示或交互系统,就需要各个系统之间约定好“共同语言”(API),信息孤岛情况将会大幅改善

叶杨笙指出,复合机器人实际上并没有人们想象的那么“非标”,在运动底盘、感知定位、视觉补偿、通讯协议方面都是共通甚至是可以实现标准化的。而这些性能也都会直接影响一台复合机器人在现场工作的最终效果和易用程度。

他预测,复合机器人对现场环境的适应能力,对周边环境的感知能力和通路都将是接下来各复合机器人入局者着力发展的方向。未来的复合机器人,势必会更智能、更易用。

市场大势初显

复合机器人的诞生更多是对现有机器人的补充,从机器人应用场景看,复合机器人更多体现的是机器人功能的进化,如过去机械臂更多用于固定位置的简单的搬运、上下料,无法移动;移动机器人则更多用于物料的移载、搬运等,无法对物料进行操作。

复合机器人更多强调的是移动式的作业,强化了“人”的属性,故而更加强调柔性,当性价比到达临界点时,复合机器人将具备充分的起量条件。

2021年,复合机器人市场大势初显,在3C电子、日化品、机加工等制造业的零部件组装环节已经有一些应用,主要用于加工工件的抓取、组装、搬运、装卸等作业。此外,在半导体晶圆车间也已经有不少的场景应用。

复合机器人还可应用于仓储物流、医疗、智慧零售等商业服务领域,实现物料/物品的自动搬运、上下料、分拣等操作,“手+脚”的有效结合,应用的边界逐渐被扩大。

截至目前。仙工智能已为 3C、纺织、半导体、电商零售等众多行业提供了涵盖 AMR、复合移动机器人、软件系统的解决方案,拥有大量落地解决方案。

在为国内某著名工业集团打造的柔性产线示范线中,仙工智能为该公司特别定制了一套解决方案,使用两台功能不同的复合机器人作为最终交付设备,打通整条产线最后重要一环,将定制化的产品最终交付至客户取件储物柜中。

在该项目中,复合机器人需要适应不同形式的对接工站,其中有处于水平状态的取件对接机台,还有竖直方向上的储物柜格口。同时,复合机器人需要自主判断目标格口是否被占用,确认为空以后才能放入产品。

为解决此问题,仙工智能利用原本作为视觉位置引导的视觉相机,配合在储物格口内的特征点,自主判断格口空满情况,从而使得机器人顺利完成任务。同时,仙工智能设计水平与竖直的立体坐标系变换计算,兼容水平和竖直两个平面上的货物取放。同时通过调度系统的交通调控,实现多车现场配合和在狭小空间内车体调度的可能。

025年复合移动机器人销量有望突破1.2万台
025年复合移动机器人销量有望突破1.2万台

另外,在仙工智能为西南某外资电子元件生产企业打造的SMT生产车间项目中,终端客户需求是将电镀工艺车间进行升级改造,将由原来人工搬运料篮,变为由复合机器人进行搬运和自动上料。待加工完成,由复合机器人从下料口将料篮取出。

仙工智能通过调研发现,现场设备为工厂为人工搬运设计的线体,不具备完整的自动化设备对接能力,需要复合机器人系统适应其上下料方式。此外,车间内,复合机器人围绕线体运行的线路呈环形,线路沿线分布4个工作站点,各工作站点需求的工作时间随着累计运行,各自的节拍时间会相互影响,产生变化,因而需要复合机器人系统需要有一定弹性适应能力。

基于以上情况,仙工智能提出了“主线运输,线边配合”的主副设备方案,即在每个工位设置一个受复合机器人调度系统统一控制的自动buffer设备,具备“缓冲”、“对接”、“监控”的能力,最终平稳了复合机器人主机的运输节拍,满足设备上料需求。

目前该项目已经投入使用,减少了现场操作人员的数量,降低了操作人员的工作强度,提高产线自动化程度,为下一步整场自动化运输做好准备。

025年复合移动机器人销量有望突破1.2万台

当前,在项目现场仍将面临着各类非标场景中的非标集成难题,为此仙工智能在2021年提出了「以标准化产品构建非标方案」战略,打造产品矩阵已成为促进项目快速落地的重中之重。

除了复合机器人外,仙工智能的产品矩阵已囊括 SRC 系列核心控制器、AMR 移动机器人、RDS 统一资源调度系统、MWMS 仓储物流管理系统、RoboView 视觉 AI 解决方案、MetaV视觉可视化系统等。

基于其标准化解决方案,仙工智能在2021年一年的时间内,已经完成至少700个项目100%落地。

叶杨笙表示,仙工智能的极致追求是,以卓越技术不断攻克各项技术难题,彻底解决智能物流行业的应用瓶颈,与众多合作商共同快速发展。

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