Con la implementación del Plan de Implementación de Acción de la Aplicación «Robot +», la industria nacional de robots humanoides ha entrado en una etapa de desarrollo acelerado y se ha convertido en una de las vías centrales para la transformación inteligente de la industria manufacturera.
Entre las muchas empresas que se despliegan en este campo, Topstar ha confiado en 18 años de experiencia en escenarios industriales y un camino diferenciado de «tecnología de desarrollo propio + orientación de escenarios» para crear una matriz de productos de robot humanoide que cubre múltiples escenarios de aplicación. Su primer robot humanoide con ruedas, «Xiaotuo», se ha convertido en un producto de referencia para aplicaciones inteligentes incorporadas en escenarios industriales.
Basándose en una tecnología central de pila completa, un diseño completo de la cadena industrial y capacidades de implementación a gran escala, Topstar ha desarrollado una competitividad única en el campo de los robots humanoides industriales y se ha convertido en un socio importante para la actualización inteligente de las empresas manufactureras.
Antecedentes de la industria: los robots humanoides se han convertido en una nueva vía para la automatización industrial
Impulsada por el impulso de las políticas de empoderamiento y la demanda del mercado, la industria de los robots humanoides ha marcado el comienzo de un período dorado de desarrollo.
El Plan de Implementación de Acción de Aplicación «Robot +» emitido a nivel nacional propone claramente expandir la aplicación de robots en áreas clave como la manufactura, proporcionando una guía política clara para el desarrollo de la industria.
Desde una perspectiva de mercado, la industria manufacturera se enfrenta a la transformación de modelos de producción multivarietales y de bajo volumen. Las limitaciones de los robots industriales tradicionales en términos de adaptación flexible y procesamiento de tareas complejas están surgiendo gradualmente. Los robots humanoides con altos grados de libertad y capacidades de toma de decisiones independientes pueden adaptarse mejor a entornos de producción dinámicos y resolver puntos débiles de la industria como «dificultad para cambiar la producción, baja precisión y alta dependencia de la mano de obra».
El campo de los robots humanoides domésticos presenta un patrón de desarrollo diversificado, con diferentes empresas formando diseños diferenciados en función de sus propias ventajas.
Algunas empresas se centran en escenarios de educación e investigación científica a nivel del consumidor, centrándose en la optimización de las capacidades de movimiento y la experiencia interactiva;
mientras que Topstar se basa en la naturaleza de la fabricación industrial y opta por partir de la industria del moldeo por inyección, un escenario industrial típico, para crear un robot humanoide que «pueda trabajar y entienda el trabajo artesanal». Esta elección surge de un conocimiento profundo de las necesidades de la industria: los escenarios industriales tienen requisitos más estrictos para la capacidad de carga de los robots, la precisión del posicionamiento repetitivo, la estabilidad y la adaptabilidad del proceso, y requieren una integración profunda con las líneas de producción existentes.
Topstar, con sus 18 años de acumulación técnica en el campo de la automatización industrial y 15.000 experiencias de servicio al cliente, tiene la capacidad de transformar la tecnología en valor industrial real.
Los datos muestran que de 2013 a 2023, la tasa de crecimiento compuesta de las ventas de robots industriales en el mercado chino superó el 24%, y la tasa de crecimiento compuesta de las ventas de robots industriales nacionales alcanzó el 32%.
La participación nacional aumentó del 24% en 2013 a casi el 50% en 2023. La escala del mercado de robots humanoides se está acelerando con la transformación inteligente de la industria manufacturera, y los productos con la capacidad de implementar escenarios industriales tendrán ventajas de ser los primeros en competir en el mercado.
Topstar aprovechó esta oportunidad y dedujo las necesidades de los escenarios industriales en el diseño de productos, formando un modelo de desarrollo de circuito cerrado de «investigación y desarrollo de tecnología – verificación de escenarios – iteración de productos – aplicaciones a gran escala».
Núcleo técnico: autoinvestigación completa para desarrollar capacidades básicas de robots humanoides
La autoinvestigación sobre tecnología central es la piedra angular de la competitividad de los robots humanoides Topstar. Sus avances tecnológicos en áreas clave como plataformas de control, servoaccionamientos y estructuras mecánicas garantizan la alta confiabilidad y rendimiento de los productos en escenarios industriales.
La plataforma de control de robot inteligente X5 de nueva generación desarrollada independientemente por Topstar se ha convertido en el soporte clave que vincula el gran modelo de IA y el control de operación del cuerpo del robot.
La plataforma abre más de 500 grupos de interfaces subyacentes y la interfaz de control de movimiento en tiempo real alcanza una frecuencia ultraalta de 500 Hz, logrando una respuesta de nivel de milisegundos para el enlace multieje, lo que permite realizar razonamientos en tiempo real y ejecución de comandos de extremo a extremo de grandes modelos de IA.
En la estación de trabajo de boxeo inteligente incorporada de doble brazo industrial, la interfaz de control de movimiento en tiempo real RGM (Realtime-Guided-Motion) de la plataforma X5 construye un sistema de circuito cerrado de grado industrial de «percepción → decisión → ejecución», que resuelve eficazmente los problemas comunes de retraso de respuesta, desviación de control y adaptación de interfaz en la industria, y garantiza la precisión y flexibilidad de la operación colaborativa de doble brazo.
Al mismo tiempo, el robot humanoide Topstar está equipado con un modelo grande basado en VLA (Visión-Languaje-Acción), con una potencia informática máxima de hasta 3352TOPS, que puede realizar razonamiento y toma de decisiones autónomos en tareas industriales.
En la capa de percepción, el robot utiliza cámaras RGBD para proporcionar una base de percepción para la identificación de materiales y la toma de decisiones autónoma en entornos complejos; En la capa de toma de decisiones, el sistema puede generar de forma independiente trayectorias de agarre óptimas y optimizar dinámicamente las estrategias operativas basadas en condiciones de trabajo, como cambios en la postura del material y fluctuaciones de velocidad de la cinta transportadora para garantizar la máxima eficiencia.
En términos de servosistemas, Topstar ha logrado un avance tecnológico en el ancho de banda del bucle de velocidad de casi 1000 Hz a través de la investigación y el desarrollo de tecnologías de servoclave de alto rendimiento, que pueden proporcionar compensación de retroalimentación para la velocidad de respuesta de sistemas multieje y lograr un control de movimiento sincrónico, de alta velocidad y alta precisión.
En términos de diseño de estructuras mecánicas, al adoptar un método de diseño estructural basado en la optimización del acoplamiento de la dinámica y la estática, así como una tecnología liviana de aleación especial de magnesio y aluminio, se ha resuelto el problema de la industria de que los brazos robóticos tradicionales son difíciles de equilibrar entre peso liviano, carga alta y alta rigidez.
Matriz de producto: serie de robots humanoides que cubren todos los escenarios
Basado en el concepto de diseño modular, Topstar ha creado una matriz de productos de robots humanoides que cubre diferentes necesidades de aplicaciones, incluidas tres series de robots humanoides con ruedas, robots humanoides de dos brazos y brazos robóticos humanoides, que se pueden implementar de manera flexible y colaborativa según las necesidades de la línea de producción para lograr la máxima optimización de costos y beneficios.
Como el primer robot humanoide con ruedas de Topstar lanzado a nivel mundial, «Xiaotuo» es un producto integral especialmente diseñado para escenarios industriales.
También es el primer robot humanoide aplicado en la industria del moldeo por inyección. Sus parámetros principales están totalmente adaptados a las necesidades industriales: 21 grados de libertad le otorgan capacidades de movimiento altamente flexibles, con una carga máxima de 20 kg en ambos brazos, lo que lo hace capaz de realizar tareas pesadas como manipulación de objetos pesados y ensamblaje de piezas; la precisión de posicionamiento repetible del brazo es de ±0,05 mm, lo que cumple con los requisitos de operación finos;
la altura se puede ajustar dinámicamente entre 1,2 metros y 1,8 metros, y con las funciones de elevación y flexión de cintura, puede adaptarse a líneas de producción y procesos de trabajo de diferentes alturas. La movilidad de «Xiaotuo» también satisface las necesidades de los escenarios industriales.
El chasis con ruedas admite movimiento omnidireccional con una velocidad de movimiento de 1,5 m/s. La gran batería de 3kwh garantiza un funcionamiento a plena carga durante más de 6 horas. También admite múltiples métodos de reposición de energía, como el cambio de batería, la recarga automática y el suministro de energía mediante enchufe directo.
En la actualidad, «Xiaotuo» se ha «unido» oficialmente a la base de fabricación de equipos inteligentes de Topstar y se ha convertido en el empleado de robot humanoide número uno. Puede completar una variedad de tareas industriales como colocación de placas, clasificación, inspección, transporte/carga y descarga e inspección, lo que demuestra sólidas capacidades de adaptación a la escena.
El robot humanoide de doble brazo adopta un método de instalación de escritorio y es adecuado para escenarios de trabajo colaborativo de alta precisión en estaciones fijas.
El producto tiene 7*2 (ambos brazos) + 2 (cabeza) + 1 (cintura) grados de libertad y el radio de trabajo de ambos brazos es de 690 mm, lo que puede cubrir una amplia gama de operaciones; la carga nominal es de 10 kg, la carga máxima es de 20 kg, lo que puede satisfacer las necesidades de operaciones de carga media y pesada; la precisión de posicionamiento repetible alcanza ±0,03 mm.
Las dos articulaciones de la cabeza soportan movimientos de sacudida (±90°) y asentimiento (-28°~45°), y cooperan con el sistema visual para lograr una percepción integral del área de trabajo; la velocidad máxima de la articulación es de 180°/s y la velocidad máxima del TCP es de 1 m/s, lo que garantiza la eficiencia del trabajo.
Con su método de implementación fija para instalación de escritorio, precisión de posicionamiento repetible de ±0,03 mm y alta flexibilidad de coordinación de ambos brazos, este producto proporciona una solución de automatización de alta precisión y alta estabilidad para escenarios de operación de estaciones fijas en electrónica 3C, juguetes, embalajes y otras industrias.
Además, Topstar también ha lanzado un brazo robótico humanoide liviano diseñado para una operación precisa en una sola estación de trabajo. Tiene 7 grados de libertad, un radio de trabajo de 690 mm, una carga nominal de 5 kg, una carga máxima de 10 kg y un peso corporal de solo 15 kg (sin incluir el gabinete de control), lo que facilita un despliegue flexible. La precisión de posicionamiento repetible del producto alcanza ±0,03 mm, lo que tiene ventajas en el consumo de energía en escenarios operativos de alta precisión; el rango de movimiento de las articulaciones y la velocidad máxima son consistentes con los de los robots de doble brazo, lo que garantiza flexibilidad y eficiencia en la operación. Los tres productos continúan el posicionamiento de productos de «grado industrial» de Topstar y mantienen la coherencia en términos de tecnología central, estándares de interfaz y diseño de seguridad.
Al mismo tiempo, a través de formas diferenciadas y configuraciones de parámetros, cubren necesidades industriales en todos los escenarios, desde estaciones de trabajo fijas hasta operaciones móviles, desde operación con un solo brazo hasta colaboración con dos brazos, y desde cargas livianas hasta medianas y pesadas, formando una matriz de productos altamente competitiva.
Implementación de escenarios y diseño ecológico: potenciando la actualización inteligente de la industria manufacturera
Como escenario de implementación central de los robots humanoides Topstar, la industria del moldeo por inyección ha logrado un gran avance desde la «verificación técnica» hasta el «implementación de la línea de producción».
El robot humanoide con ruedas «Xiaotuo» ha sido verificado en la propia base de producción de Topstar y en múltiples escenarios industriales en virtud de su alta carga, alta precisión y flexibilidad inteligente.
Puede realizar funciones como detección y clasificación independientes, operación cooperativa de doble brazo de alta carga y respuesta flexible a las necesidades de producción de múltiples variedades. Puede funcionar de manera estable a temperaturas ambiente de 0 ℃ ~ 50 ℃ y tiene mecanismos de seguridad mecánicos, como frenos de articulación, para garantizar un funcionamiento confiable en talleres de moldeo por inyección polvorientos y con altas temperaturas.
La competitividad de Topstar en el campo de los robots humanoides es inseparable de su diseño completo de la cadena industrial, sus capacidades de investigación y desarrollo de tecnología y sus capacidades de sinergia ecológica acumuladas durante muchos años en la industria de equipos inteligentes.
La compañía ha construido un ecosistema de circuito cerrado que integra «tecnología-fabricación-productos-escenarios» y tiene la capacidad de diseñar toda la cadena industrial, desde la investigación y el desarrollo de componentes centrales hasta la integración completa de las máquinas, garantizando de manera efectiva la competitividad central de los productos y la estabilidad de la cadena de suministro.
Al mismo tiempo, Topstar integra activamente recursos ascendentes y descendentes en la cadena industrial y ha establecido conjuntamente una alianza de innovación ecológica de robots humanoides con varias empresas de componentes centrales, institutos de investigación científica y clientes finales para acelerar la innovación tecnológica y la transformación de logros, y promover la implementación a gran escala de robots humanoides en escenarios más industriales.
En el futuro, con la iteración continua de la tecnología de inteligencia incorporada y la expansión continua de los escenarios de aplicación, Topstar seguirá guiándose por la demanda del mercado, profundizará la investigación y el desarrollo tecnológico, enriquecerá la matriz de productos, ampliará los escenarios de aplicación, promoverá la transformación de más líneas de producción empresarial en inteligentes, cumplirá la misión corporativa de «mejorar la fabricación industrial» y contribuirá al desarrollo de la industria de robots inteligentes de China.
