من خلال تنفيذ خطة تنفيذ تطبيق “Robot +”، دخلت صناعة الروبوتات البشرية المحلية مرحلة من التطوير المتسارع وأصبحت أحد المسارات الأساسية للتحول الذكي لصناعة التصنيع.
ومن بين العديد من الشركات العاملة في هذا المجال، اعتمدت شركة Topstar على 18 عامًا من الخبرة في السيناريوهات الصناعية ومسارًا مختلفًا لـ “التكنولوجيا المطورة ذاتيًا + توجيه السيناريو” لإنشاء مصفوفة منتج روبوتية بشرية تغطي سيناريوهات تطبيقات متعددة. أصبح أول روبوت بشري ذو عجلات “Xiaotuo” منتجًا قياسيًا للتطبيقات الذكية المتجسدة في السيناريوهات الصناعية.
بالاعتماد على التكنولوجيا الأساسية الكاملة، وتخطيط سلسلة الصناعة الكاملة وقدرات التنفيذ على نطاق واسع، شكلت Topstar قدرة تنافسية فريدة في مجال الروبوتات البشرية الصناعية وأصبحت شريكًا مهمًا للترقية الذكية لشركات التصنيع.
خلفية الصناعة: أصبحت الروبوتات البشرية مسارًا جديدًا للأتمتة الصناعية
مدفوعة بالدفع الثنائي لتمكين السياسات وطلب السوق، دخلت صناعة الروبوتات البشرية فترة ذهبية من التطور.
وتقترح خطة تنفيذ تطبيق “الروبوت +” الصادرة على المستوى الوطني بوضوح توسيع نطاق تطبيق الروبوتات في المجالات الرئيسية مثل التصنيع، وتوفير توجيهات سياسية واضحة لتطوير الصناعة.
من منظور السوق، تواجه الصناعة التحويلية تحولًا في نماذج الإنتاج متعددة الأصناف ومنخفضة الحجم. بدأت تظهر تدريجياً القيود المفروضة على الروبوتات الصناعية التقليدية من حيث التكيف المرن ومعالجة المهام المعقدة. يمكن للروبوتات البشرية التي تتمتع بدرجات عالية من الحرية وقدرات اتخاذ القرار المستقلة أن تتكيف بشكل أفضل مع بيئات الإنتاج الديناميكية وتحل نقاط الضعف في الصناعة مثل “صعوبة تغيير الإنتاج، والدقة المنخفضة، والاعتماد الكبير على العمالة”.
يقدم مجال الروبوتات البشرية المحلية نمطًا متنوعًا من التطوير، حيث تشكل الشركات المختلفة تخطيطات مختلفة بناءً على مزاياها الخاصة.
تركز بعض الشركات على مستوى المستهلك والبحث العلمي وسيناريوهات التعليم، مع التركيز على تحسين قدرات الحركة والتجربة التفاعلية؛ بينما تعتمد شركة Topstar على طبيعة التصنيع الصناعي وتختار البدء من صناعة القولبة بالحقن، وهو سيناريو صناعي نموذجي، لإنشاء روبوت يشبه الإنسان “يمكنه العمل وفهم الحرفية”.
ينبع هذا الاختيار من نظرة عميقة لاحتياجات الصناعة: تتضمن السيناريوهات الصناعية متطلبات أكثر صرامة فيما يتعلق بقدرة تحميل الروبوتات، ودقة تحديد المواقع المتكررة، والاستقرار، والقدرة على التكيف مع العمليات، وتتطلب تكاملًا عميقًا مع خطوط الإنتاج الحالية. تتمتع شركة Topstar بخبرة 18 عامًا من التراكم الفني في مجال الأتمتة الصناعية و15000 تجربة في خدمة العملاء، بالقدرة على تحويل التكنولوجيا إلى قيمة صناعية فعلية.
تشير البيانات إلى أنه من عام 2013 إلى عام 2023، تجاوز معدل النمو المركب لمبيعات الروبوتات الصناعية في السوق الصينية 24%، ووصل معدل النمو المركب لمبيعات الروبوتات الصناعية المحلية إلى 32%.
وارتفعت الحصة المحلية من 24% في عام 2013 إلى ما يقرب من 50% في عام 2023. ويتسارع حجم سوق الروبوتات البشرية مع التحول الذكي في الصناعة التحويلية، وسوف تتمتع المنتجات التي تتمتع بالقدرة على تنفيذ السيناريوهات الصناعية بمزايا الريادة في المنافسة في السوق.
اغتنمت شركة Topstar هذه الفرصة واستنتجت احتياجات السيناريوهات الصناعية في تصميم المنتج، وشكلت نموذج تطوير حلقة مغلقة لـ “البحث والتطوير التكنولوجي – التحقق من السيناريوهات – تكرار المنتج – التطبيق على نطاق واسع”.
الأساس الفني: بحث ذاتي متكامل لبناء القدرات الأساسية للروبوتات البشرية
يعد البحث الذاتي حول التكنولوجيا الأساسية حجر الزاوية في القدرة التنافسية لروبوتات Topstar البشرية. إن اختراقاتها التكنولوجية في المجالات الرئيسية مثل منصات التحكم، ومحركات الأقراص المؤازرة، والهياكل الميكانيكية تضمن الموثوقية العالية والأداء العالي للمنتجات في السيناريوهات الصناعية.
أصبح الجيل الجديد من منصة التحكم في الروبوت الذكي X5 التي طورتها شركة Topstar بشكل مستقل هو الناقل الرئيسي الذي يربط نموذج الذكاء الاصطناعي الكبير والتحكم في تشغيل جسم الروبوت.
تفتح المنصة أكثر من 500 مجموعة من الواجهات الأساسية، وتصل واجهة التحكم في الحركة في الوقت الفعلي إلى تردد عالٍ للغاية يبلغ 500 هرتز، مما يحقق استجابة على مستوى المللي ثانية للربط متعدد المحاور، مما يجعل من الممكن إجراء التفكير في الوقت الفعلي وتنفيذ الأوامر الشاملة لنماذج الذكاء الاصطناعي الكبيرة.
في محطة عمل الملاكمة الذكية الصناعية ذات الذراع المزدوج، تقوم واجهة التحكم في الحركة في الوقت الحقيقي RGM (الحركة الموجهة في الوقت الحقيقي) لمنصة X5 ببناء نظام حلقة مغلقة من الدرجة الصناعية لـ “الإدراك ← القرار ← التنفيذ”، والذي يحل بشكل فعال المشاكل الشائعة المتمثلة في تأخير الاستجابة وانحراف التحكم وتكييف الواجهة في الصناعة، ويضمن دقة ومرونة التشغيل التعاوني ثنائي الذراع.
في الوقت نفسه، تم تجهيز روبوت Topstar البشري بنموذج كبير يعتمد على VLA (الرؤية واللغة والعمل)، مع قوة حوسبة قصوى تصل إلى 3352TOPS، والتي يمكنها تحقيق التفكير المستقل واتخاذ القرار بشأن المهام الصناعية.
في طبقة الإدراك، يستخدم الروبوت كاميرات RGBD لتوفير أساس إدراكي لتحديد المواد واتخاذ القرار المستقل في البيئات المعقدة؛ في طبقة صنع القرار، يمكن للنظام إنشاء مسارات إمساك مثالية بشكل مستقل وتحسين استراتيجيات التشغيل ديناميكيًا استنادًا إلى ظروف العمل مثل التغييرات في وضع المواد وتقلبات سرعة الحزام الناقل لضمان أقصى قدر من الكفاءة.
فيما يتعلق بالأنظمة المؤازرة، حققت Topstar طفرة تكنولوجية في عرض النطاق الترددي لحلقة السرعة بحوالي 1000 هرتز من خلال البحث والتطوير لتقنيات المفاتيح المؤازرة عالية الأداء، والتي يمكن أن توفر تعويضًا عن ردود الفعل لسرعة استجابة الأنظمة متعددة المحاور وتحقيق التحكم في الحركة بسرعة عالية ودقة عالية ومتزامنة.
فيما يتعلق بتصميم الهيكل الميكانيكي، من خلال اعتماد طريقة تصميم هيكلي تعتمد على تحسين الديناميكيات والإحصائيات، بالإضافة إلى تقنية خاصة خفيفة الوزن من سبائك المغنيسيوم والألمنيوم، تم حل مشكلة الصناعة المتمثلة في صعوبة موازنة الأذرع الآلية التقليدية بين الوزن الخفيف والحمل العالي والصلابة العالية.
مصفوفة المنتج: سلسلة الروبوتات البشرية التي تغطي جميع السيناريوهات
استنادًا إلى مفهوم التصميم المعياري، قامت شركة Topstar ببناء مصفوفة منتج روبوتية بشرية تغطي احتياجات التطبيقات المختلفة، بما في ذلك ثلاث سلاسل من الروبوتات ذات العجلات، والروبوتات ذات الذراعين البشرية، والأذرع الآلية البشرية، والتي يمكن نشرها بمرونة وتعاون وفقًا لاحتياجات خط الإنتاج لتحقيق أقصى قدر من التحسين من التكاليف والفوائد.
باعتباره أول روبوت بشري ذو عجلات من شركة Topstar يتم إصداره عالميًا، يعد “Xiaotuo” منتجًا شاملاً تم تصميمه خصيصًا للسيناريوهات الصناعية.
وهو أيضًا أول روبوت بشري يتم تطبيقه في صناعة قولبة الحقن. تتكيف معاييرها الأساسية بالكامل مع الاحتياجات الصناعية: 21 درجة من الحرية تمنحها قدرات حركة مرنة للغاية، مع حمل أقصى يبلغ 20 كجم على كلا الذراعين، مما يجعلها قادرة على القيام بالمهام الثقيلة مثل التعامل مع الأشياء الثقيلة وتجميع الأجزاء؛ تبلغ دقة تحديد موضع الذراع المتكررة ±0.05 مم، مما يلبي متطلبات التشغيل الدقيقة؛
يمكن تعديل الارتفاع ديناميكيًا بين 1.2 متر و1.8 متر، ومع وظائف رفع الخصر وثنيه، يمكنه التكيف مع خطوط الإنتاج وعمليات العمل ذات الارتفاعات المختلفة. تلبي إمكانية تنقل “Xiaotuo” أيضًا احتياجات السيناريوهات الصناعية.
يدعم الهيكل ذو العجلات الحركة متعددة الاتجاهات مع سرعة حركة تبلغ 1.5 م/ث. تضمن البطارية الكبيرة بقدرة 3 كيلووات في الساعة التشغيل الكامل لأكثر من 6 ساعات. كما أنه يدعم طرقًا متعددة لتجديد الطاقة مثل تبديل البطارية وإعادة الشحن التلقائي وإمدادات الطاقة المباشرة.
في الوقت الحاضر، “انضمت” “Xiaotuo” رسميًا إلى قاعدة تصنيع المعدات الذكية لشركة Topstar وأصبحت الموظف الآلي الأول الذي يشبه الإنسان. يمكنه إكمال مجموعة متنوعة من المهام الصناعية مثل وضع اللوحات، والفرز، والفحص، والنقل/التحميل والتفريغ، والتفتيش، مما يُظهر قدرات قوية على التكيف مع المشهد.
يعتمد الروبوت ثنائي الذراع البشري طريقة التثبيت المكتبي وهو مناسب لسيناريوهات العمل التعاوني عالية الدقة في المحطات الثابتة.
يتمتع المنتج بدرجات حرية 7*2 (كلا الذراعين) + 2 (الرأس) + 1 (الخصر)، ويبلغ نصف قطر العمل لكلا الذراعين 690 مم، والذي يمكن أن يغطي نطاقًا واسعًا من العمليات؛ الحمولة المقدرة هي 10 كجم، والحد الأقصى للحمل هو 20 كجم، والتي يمكن أن تلبي احتياجات عمليات التحميل المتوسطة والثقيلة؛ تصل دقة تحديد المواقع القابلة للتكرار إلى ±0.03 مم.
يدعم مفصلا الرأس حركات الاهتزاز (±90 درجة) والإيماء (-28 درجة ~ 45 درجة)، ويتعاونان مع النظام البصري لتحقيق تصور شامل لمنطقة العمل؛ الحد الأقصى لسرعة المفصل هو 180 درجة/ثانية، والسرعة القصوى لـ TCP هي 1 متر/ثانية، مما يضمن كفاءة العمل.
بفضل طريقة النشر الثابتة للتثبيت على سطح المكتب، ودقة تحديد المواقع القابلة للتكرار ±0.03 مم والمرونة العالية للتنسيق بين الذراعين، يوفر هذا المنتج حلاً آليًا عالي الدقة وعالي الاستقرار لسيناريوهات تشغيل المحطات الثابتة في الإلكترونيات 3C والألعاب والتعبئة والتغليف وغيرها من الصناعات.
بالإضافة إلى ذلك، أطلقت Topstar أيضًا ذراعًا آلية خفيفة الوزن مصممة للتشغيل الدقيق في محطة عمل واحدة. تتمتع بـ 7 درجات من الحرية، ونصف قطر عمل 690 مم، وحمولة مقدرة 5 كجم، وحمولة قصوى 10 كجم، ووزن جسم يبلغ 15 كجم فقط (باستثناء خزانة التحكم)، مما يسهل النشر المرن. تصل دقة تحديد المواقع القابلة للتكرار للمنتج إلى ±0.03 مم، مما يتميز بمزايا استهلاك الطاقة في سيناريوهات التشغيل عالية الدقة؛ يتوافق نطاق حركة المفاصل والسرعة القصوى مع تلك الخاصة بالروبوتات ذات الذراعين، مما يضمن المرونة والكفاءة في التشغيل. تواصل جميع المنتجات الثلاثة وضع منتج Topstar “من الدرجة الصناعية” وتحافظ على الاتساق من حيث التكنولوجيا الأساسية ومعايير الواجهة وتصميم السلامة.
وفي الوقت نفسه، من خلال الأشكال المختلفة وتكوينات المعلمات، فإنها تغطي جميع الاحتياجات الصناعية للسيناريوهات بدءًا من محطات العمل الثابتة وحتى العمليات المتنقلة، ومن التشغيل بذراع واحدة إلى التعاون بذراعين، ومن الأحمال الخفيفة إلى المتوسطة والثقيلة، مما يشكل مصفوفة منتجات ذات قدرة تنافسية عالية.
تنفيذ السيناريو والتخطيط البيئي: تمكين الترقية الذكية للصناعة التحويلية
باعتبارها سيناريو التنفيذ الأساسي لروبوتات Topstar البشرية، حققت صناعة قولبة الحقن طفرة من “التحقق الفني” إلى “نشر خط الإنتاج”. تم التحقق من الروبوت البشري ذو العجلات “Xiaotuo” في قاعدة الإنتاج الخاصة بشركة Topstar والسيناريوهات الصناعية المتعددة بفضل حمله العالي ودقته العالية ومرونته الذكية.
يمكنها تحقيق وظائف مثل الكشف والفرز المستقل، والتشغيل التعاوني ذو التحميل العالي بذراع مزدوج، والاستجابة المرنة لاحتياجات الإنتاج لأصناف متعددة.
يمكن أن تعمل بثبات في درجات الحرارة المحيطة من 0 إلى 50 درجة مئوية، ولديها آليات أمان ميكانيكية مثل فرامل المفاصل لضمان التشغيل الموثوق به في ورش القولبة بالحقن ذات درجات الحرارة العالية والمتربة.
لا يمكن فصل القدرة التنافسية لشركة Topstar في مجال الروبوتات البشرية عن تخطيط سلسلة الصناعة الكاملة وقدرات البحث والتطوير التكنولوجي وقدرات التآزر البيئي المتراكمة على مدار سنوات عديدة في صناعة المعدات الذكية.
قامت الشركة ببناء نظام بيئي مغلق الحلقة يدمج “التكنولوجيا – التصنيع – المنتجات – السيناريوهات” ولديه القدرة على تخطيط سلسلة الصناعة بأكملها بدءًا من البحث والتطوير للمكونات الأساسية وحتى تكامل الماكينة بالكامل، مما يضمن بشكل فعال القدرة التنافسية الأساسية للمنتجات واستقرار سلسلة التوريد.
في الوقت نفسه، تدمج Topstar بنشاط الموارد الأولية والنهائية في سلسلة الصناعة، وأنشأت بشكل مشترك تحالفًا ابتكاريًا بيئيًا للروبوت البشري مع عدد من شركات المكونات الأساسية ومعاهد البحث العلمي والعملاء النهائيين لتسريع الابتكار التكنولوجي وتحول الإنجازات، وتعزيز التنفيذ على نطاق واسع للروبوتات البشرية في المزيد من السيناريوهات الصناعية.
في المستقبل، مع التكرار المستمر لتكنولوجيا الذكاء المتجسد والتوسع المستمر لسيناريوهات التطبيق، ستستمر Topstar في الاسترشاد بطلب السوق، وتعميق البحث والتطوير التكنولوجي، وإثراء مصفوفة المنتج، وتوسيع سيناريوهات التطبيق، وتعزيز تحويل المزيد من خطوط إنتاج المؤسسات إلى ذكية، وتحقيق مهمة الشركة المتمثلة في “جعل التصنيع الصناعي أفضل”، والمساهمة في تطوير صناعة الروبوتات الذكية في الصين.
