在汽車(chē)、3C電子等制造領(lǐng)域,工業(yè)機器人已實(shí)現簡(jiǎn)單重復工序的規?;瘧?。然而面對高復雜度、非結構化裝配場(chǎng)景,仍存在大量人工操作環(huán)節。機器人若要真正替代人工,除了高精度運動(dòng)控制外,還需要具備人手般的柔順操作能力,關(guān)節力控技術(shù)就是其中的核心所在。
現階段協(xié)作機器人力控裝配,大多采用基于電流環(huán)控制或外置力傳感器的末端力控方案,在實(shí)際場(chǎng)景應用中仍面臨諸多弊端與痛點(diǎn)。
場(chǎng)景痛點(diǎn)

■裝配良品率低
一方面,裝配精度要求高,而來(lái)料一致性差,柔性且易變形的工件易導致裝配誤差;另一方面,柔性線(xiàn)路板及多自由度線(xiàn)束在插裝或檢測時(shí),視覺(jué)系統引導精度不足容易導致裝配失??;此外,易碎產(chǎn)品在組裝過(guò)程中存在損壞風(fēng)險。
■生產(chǎn)節拍不佳
末端力傳感器裝配方案,傳感器到手臂的控制時(shí)延較長(cháng),操作動(dòng)作慢,難以滿(mǎn)足節拍要求。
■調試部署周期長(cháng)
需要在不同硬件之間反復調參,周邊非標硬件較多,調試復雜。
■智能自適應挑戰
對于高精度、長(cháng)序列裝配任務(wù),需要機器人能夠自適應兼容多品類(lèi)制造工藝,以降低產(chǎn)線(xiàn)換型改造的周期與成本,對機器人環(huán)境感知與智能決策能力提出要求。
解決方案
珞石機器人深耕裝配場(chǎng)景,持續優(yōu)化裝配工藝,憑借業(yè)內領(lǐng)先的柔性力控技術(shù)、基于全關(guān)節力控的柔性協(xié)作機器人產(chǎn)品體系,以及結合實(shí)際場(chǎng)景的人工智能技術(shù),精準解決用戶(hù)痛點(diǎn),為制造業(yè)裝配場(chǎng)景打造出一條兼具經(jīng)濟性、易用性和可靠性的柔性智造升級路徑。

全關(guān)節力控的柔性協(xié)作機器人產(chǎn)品
1 針對來(lái)料一致性差、工件柔性易變形、視覺(jué)引導精度不足、產(chǎn)品易碎易損壞等因素導致良品率難以提升的問(wèn)題,珞石:
1)打造“視覺(jué)伺服+力控搜索+柔順裝配”解決方案,將裝配成功率提升至99.5%以上
珞石力控搜索規劃技術(shù),能夠敏銳感知并靈活調節接觸力,確保裝配動(dòng)作精準無(wú)誤的同時(shí)具備柔性調整能力。

以空調管口裝配場(chǎng)景為例,需依次完成壓縮機與冷凝器的管口配管,配管深度大于10mm,要求機器人配管一次合格率≥99%,搜索時(shí)間≤3S。由于是緊配合安裝,過(guò)程中極易卡住,很難達到10mm的配管深度,難以滿(mǎn)足合格率要求。且裝配復雜,僅依賴(lài)3D視覺(jué)難以保證精度。
珞石柔性協(xié)作機器人采用柔順控制算法,結合力控搜索規劃技術(shù),在視覺(jué)偏差較大的情況下也能精準完成配管。機器人具備自主判別空插狀態(tài)的能力,通過(guò)參數自適應調整使一次合格率提升至99.9%,節拍壓縮至14秒。
2)通過(guò)限制裝配力閾值設定,實(shí)現0.5N的產(chǎn)品保護

在電池連接片裝配場(chǎng)景中,塑料支架卡扣裝配時(shí)極易損壞,導致外觀(guān)損傷、變形或連接片脫落。
2臺珞石CR12柔性協(xié)作機器人協(xié)同作業(yè),裝配時(shí),機器人開(kāi)啟力控功能和變剛度阻抗模式,實(shí)時(shí)控制末端受力,當受力大于設定閾值時(shí),機器人停止裝配,記錄異常數據并告知PLC具體位置,有效避免安裝過(guò)程中對工件的損壞,保護精密零件。
2 針對裝配節拍不理想的問(wèn)題,珞石采取如下措施:
1)“手眼配合+力控”實(shí)現智能裝配,搜索時(shí)間縮短至1s

在電視機出廠(chǎng)通訊檢測環(huán)節,每臺電視機都需接入電源線(xiàn)與HDMI線(xiàn)來(lái)完成檢測,配合公差要求±0.1mm,工序節拍要求控制在14 秒以?xún)?。傳統視覺(jué)+機器人方案難以保證精度和節拍要求,插拔易失敗還可能損壞產(chǎn)品,加之電視機型號眾多,適配困難。
珞石機器人搭配視覺(jué)系統插入電源線(xiàn)和HDMI線(xiàn),開(kāi)啟柔順浮動(dòng)功能,借助力控搜索規劃技術(shù),搜索時(shí)間縮短至1s。在插拔過(guò)程中實(shí)時(shí)感知受力情況,既提高插入成功率,又避免損傷設備與產(chǎn)品。該“手眼配合+力控”方案不僅能確?!?.1mm公差的高精度裝配,還滿(mǎn)足了12秒/臺的嚴苛節拍要求,可適配 50/55/65/75寸多種電視機機型。
2)全關(guān)節力控,高動(dòng)態(tài)響應,快速實(shí)現裝配

基于關(guān)節全狀態(tài)反饋的高帶寬力控


珞石柔性協(xié)作機器人全關(guān)節集成力控,通過(guò)在每軸關(guān)節內置高精度力矩傳感器,在不增加硬件成本的前提下,同步實(shí)現高精度運動(dòng)控制和柔順力控操作能力,力矩測量分辨率優(yōu)于0.1Nm,關(guān)節力控閉環(huán)頻率>10kHz,力控帶寬更高,響應速度更快。相對于傳統末端力控,力控任務(wù)效率可提升3倍以上,有效應對產(chǎn)線(xiàn)波動(dòng)及工藝誤差。
3 針對調試部署周期長(cháng)的問(wèn)題,珞石:
1)完整力控工藝包,快速設置工藝參數

操作簡(jiǎn)單,可對接觸、插拔、檢查、搜索等參數進(jìn)行直觀(guān)快速調整,縮短調試時(shí)間,提升裝配效率。
一鍵部署,適用于軸孔裝配、卡扣組裝、B2B扣合等工藝類(lèi)型,無(wú)需額外力控傳感器,顯著(zhù)降低應用拓展成本。
2)拖動(dòng)示教功能,快速規劃任務(wù)軌跡

基于關(guān)節力控的柔順拖動(dòng)示教
在線(xiàn)束插裝或檢測場(chǎng)景中,需將部件精準插入特定孔位。以往使用傳統示教器調試點(diǎn)位時(shí),操作繁瑣,調試效率低、易出錯。
珞石柔性協(xié)作機器人基于關(guān)節扭力閉環(huán)主動(dòng)控制,實(shí)現柔順拖動(dòng)示教,僅需1N以?xún)鹊耐蟿?dòng)力即可輕松精準拖動(dòng)機械臂,實(shí)現裝配點(diǎn)位的連續示教。
這種直觀(guān)的示教方式,使得普通工人單手拖動(dòng)即可完成精密插裝工藝調試,無(wú)需編程基礎,大幅提升插裝點(diǎn)位的調試效率,真正實(shí)現機器人裝配場(chǎng)景的“零門(mén)檻”應用。
4 針對復雜裝配場(chǎng)景,機器人無(wú)法智能自適應工藝的問(wèn)題,珞石:
1)深度融合“機器人+AI”,構建具身智能柔性裝配場(chǎng)景
珞石積極在“機器人+AI”領(lǐng)域進(jìn)行布局,通過(guò)將人工智能技術(shù)、具身智能引擎以及大模型訓練技術(shù)深度融合,自主研發(fā)出全新的具身智能雙臂機器人,其具備自主任務(wù)分解能力、實(shí)時(shí)決策能力和毫米級高精度操作性能,能夠針對不同應用場(chǎng)景切實(shí)打造出解決實(shí)際問(wèn)題的具身智能產(chǎn)業(yè)化落地方案。
珞石具身智能雙臂機器人裝配演示
具體到具身智能雙臂機器人的智能化裝配場(chǎng)景,借助先進(jìn)的底層算法、智能視覺(jué)、深度學(xué)習及模型訓練技術(shù),珞石具身智能雙臂機器人能夠高效完成一系列高精度、長(cháng)序列的裝配任務(wù),如服務(wù)器機箱的存儲器插拔、CPU裝配、線(xiàn)束界面檢測與插拔等,實(shí)現完整的智能化裝配應用。
應用案例
針對客戶(hù)的具體需求和難點(diǎn),珞石機器人憑借在力控領(lǐng)域領(lǐng)先的行業(yè)實(shí)力和創(chuàng )新能力,提供高效柔性的機器人力控裝配解決方案,已在眾多場(chǎng)景落地應用。
①發(fā)動(dòng)機VVT相位器裝配

②FPC扣合

③FPC插接/檢測

④新能源汽車(chē)自動(dòng)充電/檢測

⑤通用場(chǎng)景(大扭矩擰緊/貼合涂膠等)
