近日,清華大學深圳國際研究生院馮平法教授、曾龍副教授領導的研究團隊在具身智能機器人裝配系統的研究中取得了顯著成果。他們以“面向可重構柔性裝配線的裝配語言設計與開發”(Assembly language design and development for reconfigurable flexible assembly line)和“面向跨品類產品的可重構柔性裝配模型與實現體系”(Reconfigurable flexible assembly model and implementation for cross-category products)為題的兩篇論文,分別在《機器人與計算機集成制造》(Robotics and Computer-Integrated Manufacturing)和《制造系統雜志》(Journal of Manufacturing Systems,JMS)上發表,這標志著富唯智能股東在該領域的持續創新和技術性突破。

團隊的長期目標是開發一種全新的智能制造系統,即具身智能工業機器人裝配系統,兼具柔性化、數控化和智能化的特點。目前,團隊已完成柔性化和數控化的研究,成果已經在多個智能制造企業中得到了實際應用。此外,圍繞可重構柔性裝配系統,團隊已申請或獲得27項發明專利,并實現了技術成果的產業化,在工業連接器領域的大型央企中成功落地,顯著提升了智能制造的經濟效益。
隨著手機、汽車等產品的迭代周期不斷縮短,大批量定制生產模式逐漸普及,這對產品加工和裝配系統的柔性提出了更高的要求。然而,當前國內外在這一領域仍缺乏有效的技術解決方案,許多制造企業依然采用人-機混合裝配技術。盡管該技術具有較強的柔性和跨品類裝配能力,但在數控化和智能化水平上存在不足,導致裝配質量和效率不高。
針對這些行業痛點,富唯智能股東團隊基于機器人技術、知識圖譜、機器視覺和接口快換等,提出了跨品類的可重構柔性裝配系統。該系統由多個完全等同的可重構裝配單元串聯或并聯而成,每個單元設計模仿人工裝配單元,能夠通過適當的工夾具完成特定的裝配任務。

該跨品類可重構柔性裝配系統具有硬件可重構和軟件可重構兩大技術特色。硬件可重構,即裝配單元的設計是高度模塊化的,且組成結構是可重構的,可以使用不同的裝配工具和夾具來完成不同的裝配任務。多個裝配單元可根據待裝產品進行靈活布局,并重構配置為該產品的專用裝配線。軟件可重構,即提出了一種專門面向裝配產線的裝配語言,集成了機械臂和PLC控制,可根據不同產品的裝配工藝編寫控制程序,實現可重構柔性裝配的數控化,縮短裝配線改造成本等,提高企業效率。

為進一步推動智能化,團隊近期提出了新的五要素裝配理論模型和重構技術實現框架。這五個要素包括產品、工藝、資源、知識和決策,其中知識和決策被置于中心位置,旨在支持可重構柔性裝配系統的進一步發展。重構技術實現框架分為設計、配置和操作三個階段,為用戶在新產品的產線重構提供系統化指導。

新的五要素裝配理論模型

重構技術實現框架
下一步,富唯智能股東團隊將繼續聚焦于具身智能機器人裝配系統的研究,特別是基于知識圖譜和語義地圖的應用,以顯著提高現有可重構柔性裝配系統的智能化程度。

隨著智能制造的持續發展和產業需求的不斷變化,團隊相信,未來的具身智能機器人裝配系統將實現更高效、更靈活的生產方式,為制造業的轉型升級提供強有力的支持。通過不斷創新與突破,富唯智能有信心在智能制造領域引領潮流,助力行業實現降本增效。