机器人知多点|全球最大市场 国产工业机器人如何加速“智造”?

撰文︰晨希
导读
机械人现今已广泛应用到生活服务、工业生产、救援救灾等领域,涵盖机械臂、人形机械人、机械狗等形态。它的核心技术日新月异,发展迅速,具有巨大的潜力。你知道多少种机械人?机械人可以应用在哪些场景?就让“当代中国”网站逐一解說!

  2013年,中国首次成为全球最大的工业机器人市场。十年后,中国工业机器人的数量与员工人数的比例跃居全球第三,超过德国和日本。如今,智能的工业机器人拥有了“最强大脑”,让它们掌握不少亮眼的技能,这又如何推动工业发展呢?

全球最大工业机器人市场 向智能化迈进

  自2013年开始,中国已经连续11年成为全球最大工业机器人市场。中国工业机器人与工人的比例,也由2013年的30台/万名工人,跃升到2023年的470台/万名工人,超过德国和日本,成为全球第三。2023年,中国工业机器人年产量达到43万套,占全球总产量的72.9%。

图为生产智能工业机械人的车间。(图片来源:视觉中国)

  工业机器人,是现代制造业中重要的工厂自动化设备,它们一般有多关节、多自由度的机械臂,用于工业生产过程中的焊接、喷涂、零件加工、搬运等环节。 

  近年来,人工智能等新技术与工业机器人的加速融合,又进一步提高了工业生产效率。传统工业机器人只能根据预设的程序运行重复性任务;结合AI之后,机器人能从大量数据中自主学习,适应不同任务、环境或生产需求,自动调整动作和参数。工业机器人拥有“最强大脑”之后,正推动工业生产逐步向智能化迈进。

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智能机械臂精准喷涂 人形机器人走上汽车生产线

  汽车行业是工业机器人应用的主要领域之一,占工业机器人总需求约35%。汽车行业的智能机器人已经贯穿冲压、喷涂、总装、质检等全流程,大幅提高了生产效率和精度。

  中国创办最早的拖拉机生产厂家一拖集团已经引入智能工业机器人,应用在拖拉机底盘喷漆操作上。智能机械臂可以自动生成喷涂路径,根据现场温度、湿度调整相关参数。它还能灵动转向,漆膜厚度误差被控制在毫米级,大大提高喷漆的稳定性和统一性。

江西赣州新能源汽车科技城,一家汽车制造公司的智能喷涂机械人正在进行喷涂作业。(图片来源:视觉中国)
图为东方红拖拉机生产车间,每隔3分钟就有一台完成全部工序的拖拉机从生产线末端产出。(网上图片)
江苏扬州一家汽车制造企业,智能焊接机械人正在进行焊接作业。(图片来源:视觉中国)

  汽车行业智能机器人的形态,除了机械臂以外,还有人形机器人。例如,一汽大众与人形机器人企业优必选合作,位于青岛的“国家级智能制造示范工厂”引入了优必选人形机器人Walker S。

  该工厂最高日产超过1,400台汽车,平均每54秒就有一台装配完成的汽车离开生产线。机器人则参与到了汽车制造的螺栓拧紧、零件安装、零件转运等环节。

  进入工厂的人形机器人Walker S,搭载了41个高性能关节和多个感知系统,其视觉定位导航、手眼协调、步态控制等技术,可以有效提高自主运动和决策能力。除了基础性工作以外,它还能与人类员工互相配合,完成汽车装配和质量检测工作。

  目前,优必选是全球唯一一家与多家车企合作的人形机器人公司,Walker S系列也成为全球进入最多车厂实训的人形机器人。

在比亚迪工厂的实际应用中,优必选工业人形机械人与瓦力工业移动机械人、无人物流车赤兔无缝合作。(网上图片)
优必选人形机械人和无人车合作完成分拣、搬运和配送等任务,快速实现物流场景调整升级等需求,真正完成无人物流的闭环。(网上图片)
优必选机械人正在进行零件操作。(网上图片)

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“手眼协同”灵巧手——精细操作也不在话下

  机器人不仅在汽车、船舶等重工业领域运用广泛,在电子等精密制造领域也游刃有余。

  郑州清智机器人创新中心的“智能轻焊机器人”配备了“最强大脑”,它焊接一条完美的焊缝只需要按下按钮,视觉跟踪系统就会精确定位焊缝位置,自动规划焊接路径,随后开始自动焊接。

  有了这款焊接机器人,1名工人能同时操作6台设备,生产效率提高了6倍,良品率达到90%以上。传统焊接机器人编程过程复杂、耗时长、不能处理误差等问题,都得到解决。

  通过AI赋能,智能焊接机器人提高了动作灵活性,实现了“手眼协同”。机械臂犹如被赋予人的视觉和触觉,拥有更高的感知决策能力,可以胜任微米级精密装配工序。

在深圳一家电子工厂内,机械臂以每分钟60次的速度精准焊接电路板。(网上图片)
智能焊接领域还有具身移动式焊接机械人、免示教焊接机械人、激光复合焊机械人等。(网上图片)

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全球首台氢电混合AI运输机器人

  物流运输,也是与工业有重要关联的领域。中国的全自动无人码头数量达到全球第一,无人码头的高效运转也离不开智能机器人。但这些机器人的形态既不是机械臂,也不是人形机器人。

  天津港第二集装箱码头是全球首个“智慧零碳”集装箱码头,全球首台氢电混合动力”AI运输机器人(ART)在这里投入使用

  ART搭载了港口版“鸿蒙”操作系统,具有强大的“黑匣子”功能。货船到港后,ART会按照指令全自动装卸货柜、规划路线。它将5G通讯与AI技术高度融合,通过多种技术实现整车高精度行驶,同时提高了装卸效率和降低成本。

天津港ART运输机械人正在运送货柜。(网上图片)
ART运输机械人采用纯电力驱动技术,目前投产的92台ART每年可替代1550.6吨煤,极大缓解港口生产碳排放压力。(网上图片)

  如今,智能工业机器人已经走入各个工业领域的工厂,未来还有什么发展趋势?

  值得留意的是,兼容多种工艺本领的“通用机器人”正在研发当中。机器人厂商会根据各工种的需求,推出相应工艺包,让机器人从中学习经验。研发团队力求做到,让机器人安装工艺包就像手机下载软件一样方便,解决各行各业对“通用+个性”的需求。

  未来,中国工业机器人市场有望迎来快速增长。随着技术的不断突破和制造业升级需求的持续释放,中国工业机器人产业将迎来更大的发展机遇。

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