近年來,工業移動機器人受到廣泛關注,在政策頂層設計方面,2021年工信部發布的《“十四五”機器人產業發展規劃》,明確指出未來機器人的產品創新,在于工業機器人、服務機器人、特種機器人三個方面。
其中在工業機器人方面,將重點關注面向半導體行業的自動搬運、智能移動與存儲等真空(潔凈)機器人,以及3C、汽車零部件等領域的大負載、輕型、柔性、雙臂、移動等協作機器人與游靈活操作能力等移動操作機器人。
為了更好滿足智能工廠對完整物質流、信息流的要求,復合移動機器人應運而生。4月22日下午,由中國移動機器人(AGV/AMR)產業聯盟牽頭及16家行業主流企業聯合編制的《工業應用移動機器人 復合機器人技術規范》團體標準正式發布。
該項標準首次界定了復合機器人的定義與邊界,構建復合機器人系列術語體系,明確產品設計標準和技術規范,是行業發展壯大的前提之一。
作為牽頭單位,優艾智合聯合創始人兼工業物流事業部總經理許瑨表示,復合移動機器人已經在半導體等特定行業進入爆發期,未來發展應用潛力巨大。
早在四十年多前,在工廠里就已經誕生了自動搬運
隨著導航、定位技術的發展與變革,以二維碼導航為標志的第二代導航技術誕生,亞馬遜KIVA物流機器人最早應用二維碼導航,帶動了國內一批電商企業的智能倉庫機器人紛紛采用二維碼導航。
此后又出現了激光雷達導航、視覺導航。就行業普遍認知來看,前兩者可以歸類為AGV,后兩者又被稱為自然導航移動機器人,可以歸類為AMR。
AMR通過內置地圖,外置激光雷達、視覺攝像頭、在導航算法控制下實現自主移動、精準避障。相較于AGV,AMR的主要特點是沒有固定的導航路徑,動態規劃更靈活。
但是AMR的優點,從另一面來看也是缺點。
許瑨告訴獵云網,首先在技術問題上,環境特征變化會影響AMR導航精度和路徑。并且由于其靈活性高,對規模化調度應用的算法和系統優化提出了更高的要求。
除此之外,不管是AMR還是AGV,它的核心技術都是移動,但真正落地到工廠,還涉及物料的移載、搬運,并且不同場景不同設備之間的存放都存在問題,因此往往都采用定制化模式。
尤其是涉及到邊界只能觸達產線的線邊倉,還是需要人力執行“最后一米”的物料裝填。
為了解決“最后一米”,復合移動機器人應運而生。
許瑨介紹道,復合移動機器人本體主要由三大部分組成:移動底盤、機械臂、末端執行器。本質上是一個“平臺”。這意味著復合移動機器人兼具了移動+物料移載的功能,是目前解決“最后一米”的最優解。
來源:企業供圖
單機協同之外,多機協同讓復合移動機器人可以深入適應不同場景及規模化應用。
往小的應用場景來看,復合移動機器人操作精度可達毫米級別,可以適用于高精密的應用環境,提升良率;往大的應用場景來看,復合移動機器人可以擴大傳統機械臂的操作空間范圍,面對飛機、火箭等大尺度對象也毫無壓力。
一方面,復合移動機器人是生產力工具,作為智能工廠中重要的一環,工業物流是“血液”,而復合移動機器人可以讓“血液”真正的流動起來。另一方面,它也是替換人力勞動的產物。
許瑨稱,工廠目前普遍招工難,
從結構來說,復合機器人可以提升生產的良率,確保制程的一致性,從而提升產能。另一方面,復合移動機器人能夠在高溫、低溫、有毒等高危環境中作業,代替人實現復雜操作,提升作業安全性。
根據中國移動機器人(AGV/AMR)產業聯盟數據,新戰略移動機器人產業研究所統計, 2021年度中國市場新增復合移動機器人980臺,同比增長75%,市場銷售額達到4.1億元,同比增長 57.7%。
很多人將2021年稱之為復合移動機器人發展元年。但在許瑨看來,實際上,從研究層面,業內很早就開始做技術研發,像優艾智合等機器人廠商早在2017年就開始嘗試商業化落地。
“但2021年確實是一個時間節點。” 隨著移動、導航、調度、視覺等機器人技術的沉淀,和市場被教育程度提高,以及零部件國產化成本降低,到2021復合移動機器人開始在人機協同的場景里規模化落地應用,“所以我認為把2021年稱之為規模化落地元年更為貼切。”
規模化落地的背后是越來越多的機器人廠商在這個
從技術路線來看,目前行業內延伸出了三個不同的路徑。第一是在中央調度系統設計中,機械臂和底盤被分為2個不同的設備,技術門檻相對較低;第二在機器人本體的機內調度系統中,進行整機獨立的控制,將移動、機械臂、視覺等當作部件應用,技術門檻較高;第三是直接控制到復合移動機器人每個電機關節。
從技術儲備來看,市場主要分為三類玩家,包括自有玩家(自家底盤+自家手臂)、合作玩家(自家底盤+別家手臂/別家底盤+自家手臂)、集成玩家(別家底盤+別家手臂)。
隨著《工業應用移動機器人 復合機器人技術規范》團體標準的發布,復合移動機器人產業鏈上的生產商/服務商也將打破信息孤島,提供清晰的產品定義和邊界,構建復合機器人系列產品的術語體系。
不過許瑨坦言,目前復合移動機器人仍是高端的生產力工具,本質上是先進機器人技術,在3C、半導體等高端制造業場景中已經實現大規模落地化。但要將高端技術逐漸下沉,實現全行業的大范圍應用落地仍需一段時間。
許瑨相信,復合移動機器人未來的應用場景潛力巨大,但他也深知要想讓這個先進機器人技術下沉,核心依然是成本。
另一方面,由于目前復合移動機器人主要代替人,其機械臂負載為20公斤左右,要想覆蓋到全工業制造,其必須解決在人機協同場景下,重載機械臂的安全防護及更高的動力電力需求。
這也是擺在復合移動機器人廠商們面前的一道命題,同時也是技術發展的方向。