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全产业链形成,华丽蜕变背后,以下简称集萃智造

日期:2020-09-16 09:06:01 来源:互联网 编辑:小狐 阅读人数:491

刚过不久的7月,江苏集萃智能制造技术研究所有限公司(以下简称集萃智造)在南京召开智能产品接洽会暨技术需求对接会,发布三款智能科技产品,宣布其中的主打产品“高端协作机器人”成功打破国外技术垄断,将高端技术国产化,来自智能制造领域的120多家企业及协会出席“抢”订单。

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因为缺乏知识产权直接的途径,中国从研究到产业化一直都是难题,一个好的研究成果进行产业化往往过程艰难,想要产业化研究人员亲自下海成为主流。纵观中国机器人市场,来自于技术研究人才创业的并不罕见,集萃智造机器是当时响应国家号召将研究产业化的创业代表。

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从研究到产业,走国产化高端路

从江苏集萃智能制造技术研究所这个公司名字,就可以看出创始者们在极力践行着产业化路径,却又有些舍不得放弃钟爱的研究,于是有了这个夹杂着研究所字样的公司名。

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但正因为从研究所起步,带着浓厚的研发基因,集萃智造成立之初却就定位明确:用研究助力高端协作机器人国产化。

2016年,当时骆敏舟看到了协作机器人在中国市场的蓬勃发展,不同于工业机器人需要在围栏里工作,这个具有安全性、适用性的新型机器人为非常多的应用场景带来了极大的想象空间,随着国外品牌在市场的开拓,国产品牌也开始涌现。

但与国外知名品牌相比,当时国产协作机器人明显低端化。例如在性能上存在大幅差距,具体表现在重复定位精度低、上手难度大、交互性弱等方面,而根本原因则在于历史遗留的核心零部件问题。国外机器人能通过高功率密度电机等核心关键技术,做到高重复定位精度,长使用寿命,而国内大多厂家因为并不具备核心零部件自研自产实力,为了追求性能,核心零部件往往只能采取进口的方式,这使得成本大幅受限,也形成了当时国内呼声非常高的核心零部件卡脖子问题。

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骆敏舟团队敏锐注意到社会声潮,决定响应国家研究产业化号召,将研究团队投向产业化,去解决掉呼声强烈的核心零部件卡脖子问题,同时推进行业发展。

2016年9月,由江苏省产业技术研究院、智能制造核心团队与南京江北新区共同发起,以豪华阵容成立了江苏省产业技术研究院智能制造技术研究所,并注册为“江苏集萃智能制造技术研究所有限公司”通过独立法人主体自主开展研发和经营运作。

自研一体化关节,构筑核心优势

做国产高端协作机器人,但首先要解决的无疑是核心零部件问题。

受限于核心零部件,国产协作机器人品牌后续产品迭代进展缓慢,受采购成本等因素影响,利润受限使得国产品牌在价格上没办法大幅降低,市场难以打开,利润空间不大的大多国产厂家也因此疲于开展前沿研究,大多前沿技术只能跟随国外方向探索,而少性自主创新。同时在产品场景开拓上,因为精度稳定性的缺失,在医疗、农业等方面很难像国外一样进行深度开拓,这构成了恶性循环。骆敏舟团队希望以核心零部件国产化作为一个切入口,用国产高端协作机器人打开中国协作机器人应用的新市场。

作为从研究所起步的企业,骆敏舟团队也成功将在研究中大量的经验积累逐步到产品上来。在核心零部件问题上,研究所公司集中力量,历时6个多月,集萃智造终于有针对性的研制出永磁无刷力矩电机,除了解决卡脖子的电机问题。在此基础上,集萃智造还进一步研制出了高功率密度驱控一体化关节模组及高定位精度机器人本体,从而完成了协作机器人产业化落地的关键步骤。

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该永磁无刷力矩电机可直接集成至协作机器人关节轴中,并直接驱动负载,从而进行高精度的水平运动和力度控制。在机器人具体操作过程中,集成永磁无刷力矩电机的IIMT-CR协作机器人关节轴能识别对象的大小和柔性,并相应地调节所施加的力,可对所需要的力度和所期望的位置进行编程,进而作用于每个关节。这使得机器人能够在运行时噪音低且节能,而节能减耗可直接提高机器人的整体效率,从而增强其技术竞争力,高能效还与电机损耗的减少密切相关,效率越高,生成的热量就越少,这意味着电机的温度越低,在低于其最大额定值下操作时有利于延长使用寿命,这些细节正是中国协作机器人和国外产品的差距所在。

智能化进展迅速,性能迭代飞快

集萃智造的机器人机体采用了铝合金、ABS塑料材质,同时采用集萃智造自研自产的高功率密度驱控一体化关节模组。这种高功率密度比关节+直流无框电机驱动+谐波减速器的结构,使得机器人除了通过高性能电机能保证有效负载3到10公斤之外,还将机器人自重降到仅12到28公斤,极大提升了机器人的安全性,同时更加轻量化,易搬运。

辨别区分人与机器人接触是事故碰撞,还是人有意识的软接触,这是人机共融的难点。集萃智造轻型协作机器人通过突破多模态传感器与碰撞检测的信息融合的关键技术,使得机器人能利用双目视觉与红外传感器,辨识和判定人与机器人在逐渐接触之前的接触状态,通过采集关节电流频率检测能实时测量外界的扰动,从而判定是否碰撞,这使得碰撞后响应延迟时间小于0.1秒,同时利用视觉场景感知与碰撞电流信息融合,能最终很好判定碰撞是软接触还是事故碰撞。

在具体应用场景下,这使得协作机器人的人机交互有了更高的灵活性。例如在工作产线上,如果是事故碰撞,机器人可以实现立即停止,避免对人造成伤害;如果是产线上不小心的软接触,机器会降低运行速度,避免对人造成威胁,但是机器人不会停机,从而保证了产线的正常运转,使得实际产线上的人机交互更为灵活。得益于此,集萃智造轻型协作机器人被称为“有眼睛的机器人”

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与此同时,为了在保证安全的基础上,使机械臂更加智能化、柔性化,操作简单,同时降低机器人使用门槛,集萃智造还在自的编程语言上进行了研发创新,除了式的界面布局让使用者操作更加简单,拖动示教也可以实现快速规划路径与轨迹精准复现。

产业布局延伸,全产业链形成

因为高精度和轻便性,集萃智造的机器人得到了医疗、陪护、科研培训等应用的看好。目前,集萃智造的协作机器人被主要用于精密制造、科研、教育培训、医疗护理等行业,并与海尔、南微医学、苏美达等知名企业开展合作。

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据机器人大讲堂了解,在与南京鼓楼等医院开展一项的合作中,以集萃智造的机器人作为基础已经成功了一款辅助精准穿刺机器人,目前该项技术应用已经在临床手术中应用。

该产品通过建立器官组织的高精度、高清晰度三维模型,依据影像、模型确定进针点和病灶位置,规划进针路径并给机器人,利用机器人定位准、可长时间保持单一姿势的优势,可以辅助医生对病人进行穿刺活检、消融治疗、冷冻治疗以及其他基于穿刺的操作。在具体应用中,该机器人能实现穿刺精度不超过2毫米,而且平均仅用半小时,这能极大减轻医生的负担和病人的痛苦。

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除此之外,经过近四年的发展,以研发为驱动的集萃智造还掌握了协作机器人全面的核心技术,集萃智造已了包括协作机器人、四足机器人、低速无人清扫车、永磁无刷力矩电机在内的多项新技术和新产品,同时研制出一系列与之匹配的吸盘与手爪,包括软体手爪,二指、三指、五指等。

在产业链上,集萃智造又孵化出南京鑫业诚机器人、南京集萃激光智能制造、南京中工智能光电、江苏精准医疗等30余家高科技企业,应用于军事领域的高越障性仿生巡逻机器人、全自主河道垃圾清理机器人、低成本激光雷达..........集萃智造的产品库不断丰富,缔造了庞大的集萃智造“家族”

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在本次工博会7.1H-B113展位,集萃智造全新推出IIMT-CR-03/10两款型号的协作机器人产品,同时随着人工智能加速崛起,环卫设备智能化正成为主流趋势,集萃智造也依据清洁市场的需求,历时一年多打造了IIMT-UV-53无人清洗车。

IIMT-UV-53无人清洗车是集萃智造声波传感器阵列探测技术,扫描激光雷达局域环境地图构建技术,激光雷达和视觉算法融合技术等技术的集合。具备适应清洁环境和特点的多种功能上的优势,包括多传感融合的环境感知、远距离测距激光雷达、安全预警与避障、清洗区域最优路径自主规划与决策等功能。

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同样,无人清洗车继承了集萃智造的轻便性和智能性,除了总体积0.5立方米,自重90kg,还配置大容量的锂电池组,具备3-5小时的清洁续航能力,简单易懂的操作界面,则大大降低了对操作人员的要求。更难得的是IIMT-UV-53无人清洗车有着低于60dB的噪音,这将非常适合学校、医院、商场和商务区等地使用。

结语

“机器人的市场很大,却刚起步,尚需培育。尤其是轻型协作机器人还没有完全兴起,大部分客户都是潜在。”江苏省产业技术研究院智能制造技术研究所产品研发中心总监卢钰说,“市场开拓目前正在推进中,但不管怎样,做产品做技术都是为江苏乃至中国智造而生。”他相信,未来的工业车间,“人做不好”和“人不想做”的问题将妥善解决。

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博观而约取、厚积而薄发。未来,随着中国智能制造升级的加快,中国机器人市场无疑将迎来发展的新时代。集萃智造将以核心零部件为起点,不断向着更广更深的机器人领域开拓前进,为研究所后续的创新研发再添新动力。

纤纤不绝林薄成,涓涓不止江河生。集萃智造急国家之所急、解发展之所难,用实际行动服务于经济社会发展和广大人民群众,赋予了科学研究强大生命力,也在祖国大地上书写下精彩人生。不忘初心、牢记使命,以科技报国的远大抱负,发动科技创新的强大引擎,向着世界科技强国不断前进,相信有着无数集萃智造这样的企业,中国一定能为机器人走进千家万户,实现亿万人民用上机器人的伟大梦想奠定更为坚实的基础。

本文相关词条概念解析:

集萃

所属类别:词汇。解释:文学艺术珍品集子。

机器人

机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作,例如生产业、建筑业,或是危险的工作。机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。目前在工业、医学、农业甚至军事等领域中均等有重要用途。

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