近日,清华大学深圳国际研究生院冯平法教授、曾龙副教授领导的研究团队在具身智能机器人装配系统的研究中取得了显著成果。他们以“面向可重构柔性装配线的装配语言设计与开发”(Assembly language design and development for reconfigurable flexible assembly line)和“面向跨品类产品的可重构柔性装配模型与实现体系”(Reconfigurable flexible assembly model and implementation for cross-category products)为题的两篇论文,分别在《机器人与计算机集成制造》(Robotics and Computer-Integrated Manufacturing)和《制造系统杂志》(Journal of Manufacturing Systems,JMS)上发表,这标志着富唯智能股东在该领域的持续创新和技术性突破。
团队的长期目标是开发一种全新的智能制造系统,即具身智能工业机器人装配系统,兼具柔性化、数控化和智能化的特点。目前,团队已完成柔性化和数控化的研究,成果已经在多个智能制造企业中得到了实际应用。此外,围绕可重构柔性装配系统,团队已申请或获得27项发明专利,并实现了技术成果的产业化,在工业连接器领域的大型央企中成功落地,显著提升了智能制造的经济效益。
随着手机、汽车等产品的迭代周期不断缩短,大批量定制生产模式逐渐普及,这对产品加工和装配系统的柔性提出了更高的要求。然而,当前国内外在这一领域仍缺乏有效的技术解决方案,许多制造企业依然采用人-机混合装配技术。尽管该技术具有较强的柔性和跨品类装配能力,但在数控化和智能化水平上存在不足,导致装配质量和效率不高。
针对这些行业痛点,富唯智能股东团队基于机器人技术、知识图谱、机器视觉和接口快换等,提出了跨品类的可重构柔性装配系统。该系统由多个完全等同的可重构装配单元串联或并联而成,每个单元设计模仿人工装配单元,能够通过适当的工夹具完成特定的装配任务。
该跨品类可重构柔性装配系统具有硬件可重构和软件可重构两大技术特色。硬件可重构,即装配单元的设计是高度模块化的,且组成结构是可重构的,可以使用不同的装配工具和夹具来完成不同的装配任务。多个装配单元可根据待装产品进行灵活布局,并重构配置为该产品的专用装配线。软件可重构,即提出了一种专门面向装配产线的装配语言,集成了机械臂和PLC控制,可根据不同产品的装配工艺编写控制程序,实现可重构柔性装配的数控化,缩短装配线改造成本等,提高企业效率。
为进一步推动智能化,团队近期提出了新的五要素装配理论模型和重构技术实现框架。这五个要素包括产品、工艺、资源、知识和决策,其中知识和决策被置于中心位置,旨在支持可重构柔性装配系统的进一步发展。重构技术实现框架分为设计、配置和操作三个阶段,为用户在新产品的产线重构提供系统化指导。
新的五要素装配理论模型
重构技术实现框架
下一步,富唯智能股东团队将继续聚焦于具身智能机器人装配系统的研究,特别是基于知识图谱和语义地图的应用,以显著提高现有可重构柔性装配系统的智能化程度。
随着智能制造的持续发展和产业需求的不断变化,团队相信,未来的具身智能机器人装配系统将实现更高效、更灵活的生产方式,为制造业的转型升级提供强有力的支持。通过不断创新与突破,富唯智能有信心在智能制造领域引领潮流,助力行业实现降本增效。