杭州海康機(jī)器人股份有限公司 俞文濤

提高揀選效率、庫容率，降低生產(chǎn)和管理成本是自動(dòng)化物流企業(yè)持續(xù)討論和優(yōu)化的議題。作為面向全球的機(jī)器視覺和移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品及解決方案提供商，海康機(jī)器人堅(jiān)持引領(lǐng)并踐行自動(dòng)化物流領(lǐng)域的變革，采用新理念、新技術(shù)、新產(chǎn)品推動(dòng)自動(dòng)化物流效率的持續(xù)提升。

隨著物流自動(dòng)化的快速發(fā)展，作為高效率和高庫容利用的典型產(chǎn)品，料箱機(jī)器人（CTU）廣泛應(yīng)用于電商零售、汽車、3C、3PL等各個(gè)行業(yè)。海康機(jī)器人憑借在嵌入式軟硬件開發(fā)方面的積累及算法的優(yōu)勢，深入挖掘客戶需求，持續(xù)研發(fā)創(chuàng)新，推出了第一代、第二代料箱機(jī)器人。在產(chǎn)品的迭代過程中，第二代料箱機(jī)器人形成了夾抱、托舉、復(fù)合等多個(gè)系列產(chǎn)品，能夠覆蓋更多的場景應(yīng)用；另一方面，第二代料箱機(jī)器人產(chǎn)品力得到極大提升，具備高達(dá)10m的取貨能力以及更高的穩(wěn)定性和長期運(yùn)行可靠性。

圖1 海康機(jī)器人CTU產(chǎn)品系列 

1 應(yīng)用背景

以某3C行業(yè)企業(yè)為例，作為一家專注技術(shù)創(chuàng)新的科技公司，該企業(yè)自成立以來致力于將物聯(lián)感知、人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)服務(wù)于千行百業(yè)，為全球150多個(gè)國家和地區(qū)的客戶提供產(chǎn)品和服務(wù)。在多年的發(fā)展中，該企業(yè)持續(xù)加大對(duì)于產(chǎn)能的投資，在中國杭州（濱江）、桐廬、重慶、武漢等地建設(shè)了生產(chǎn)基地，并且對(duì)生產(chǎn)基地的升級(jí)轉(zhuǎn)型進(jìn)行了重大投入，使其適應(yīng)行業(yè)趨勢和自身需求。

2 面臨挑戰(zhàn)

由于3C行業(yè)倉儲(chǔ)的產(chǎn)品規(guī)格不統(tǒng)一，SKU種類多，對(duì)倉庫配送服務(wù)實(shí)效性要求高等特點(diǎn)，該企業(yè)在建設(shè)智能工廠的過程中，需要大幅提升搬運(yùn)揀選效率和空間利用率。海康機(jī)器人為其提供了包括CTU料箱機(jī)器人解決方案在內(nèi)的多樣化解決方案。

圖2 海康機(jī)器人CTU在3C行業(yè)的應(yīng)用

3 料箱機(jī)器人解決方案及優(yōu)勢

CTU料箱機(jī)器人具有高存儲(chǔ)率、高效流通、高精對(duì)接等優(yōu)點(diǎn)，在樓層倉庫場景下，CTU搭配創(chuàng)新性的雙伸位貨叉設(shè)計(jì)和貨叉視覺傳感器，可識(shí)別和調(diào)整料箱位置，可以在現(xiàn)有空間高度基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)倉儲(chǔ)效率最大化；結(jié)合其一次搬運(yùn)多箱的特點(diǎn)，可有效提高搬運(yùn)效率，非常適合3C行業(yè)小件搬運(yùn)。

便捷的CTU“貨到人”模式，省去人工進(jìn)入存儲(chǔ)區(qū)查找貨物的環(huán)節(jié)，操作員只需在工作站完成必要操作即可，在提升揀選效率的同時(shí)大幅降低人工工作強(qiáng)度。

圖3 CTU“貨到人”模式

海康機(jī)器人CTU還具有一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)：模塊化設(shè)計(jì)，定制便捷高效。CTU組成模塊可拆分為：底盤、提升機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。不同應(yīng)用所需的模塊不同，因此衍生出三大CTU系列產(chǎn)品：夾抱型(C)，托舉型(T)，復(fù)合型(M)。夾抱型(C)適合EU43到EU86的標(biāo)準(zhǔn)箱、以及客制化的料箱、紙箱搬運(yùn)；托舉型(T)針對(duì)如Tray盤、SMT靜電框、電池彈匣等不適合夾抱的料箱和載具，托舉負(fù)載能力可達(dá)100kg；復(fù)合型(M)則結(jié)合了多種機(jī)構(gòu)，如滾筒夾抱組合，可同時(shí)滿足機(jī)臺(tái)對(duì)接、貨架轉(zhuǎn)儲(chǔ)等應(yīng)用需求，尤其適合3C SMT應(yīng)用。

圖4 夾抱型CTU

4 其他應(yīng)用場景

針對(duì)電商行業(yè)在大促活動(dòng)期間訂單猛增導(dǎo)致的倉庫內(nèi)超高流量節(jié)拍需求，制造業(yè)中24小時(shí)運(yùn)行的產(chǎn)線不支持設(shè)備長時(shí)間停機(jī)充電的場景，以及出于消防安全考慮無法在庫內(nèi)進(jìn)行充電的場景， CTU可提供快換電池的解決方案。通過CTU底盤尾部的快速抽拉式設(shè)計(jì)，并配合換電工裝，單人可在1min內(nèi)完成單臺(tái)設(shè)備的換電操作，單個(gè)工裝可支持4臺(tái)次電池快換。快速換電節(jié)約充電時(shí)間，可提升約20%運(yùn)行效率，在不增加CTU數(shù)量的前提下滿足波峰的流量要求，減少客戶的設(shè)備成本投入。

圖5 CTU快速抽拉式換電

海康機(jī)器人CTU產(chǎn)品系列解決了自動(dòng)化物流應(yīng)用中的庫容率、效率、換電等各類痛點(diǎn)問題，可有效為企業(yè)生產(chǎn)降本增效。目前海康機(jī)器人CTU產(chǎn)品已在3C、汽車制造、新能源、電商快遞、第三方物流、零售、食品飲料、醫(yī)藥、煙草、服裝等各個(gè)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。隨著海康機(jī)器人產(chǎn)品應(yīng)用的進(jìn)一步深化，未來海康機(jī)器人還將不斷拓展應(yīng)用邊界，繼續(xù)推出更有競爭力的產(chǎn)品和解決方案。

產(chǎn)品推薦

2023年，海康機(jī)器人在第二代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，基于對(duì)客戶需求的深入洞察和多行業(yè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，重磅推出了第三代料箱機(jī)器人（以下簡稱：第三代CTU）產(chǎn)品。

其產(chǎn)品特點(diǎn)如下：

（1）輕量化、集成化設(shè)計(jì)

第三代CTU產(chǎn)品采用輕量化、集成化的設(shè)計(jì)理念。產(chǎn)品基于iBASE架構(gòu)，采用全新硬件框架，整合各個(gè)硬件功能模塊集成化設(shè)計(jì)，精簡CTU內(nèi)各個(gè)器件間的線束連接，整車線束長度較上一代減少40%，極大的提高整車可靠性。此外，整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，依托高強(qiáng)度鋁壓鑄技術(shù)的應(yīng)用，歸一化/輕量化整合，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)零件數(shù)量較上一代減少30%，整車重量減少25%。集成設(shè)計(jì)的引入使得CTU性能優(yōu)化的同時(shí)，簡化設(shè)計(jì)方案，提升整體可靠性，以及可維護(hù)性。

（2）小車身，帶來更大庫容

料箱倉儲(chǔ)以及產(chǎn)線制造應(yīng)用都對(duì)車身尺寸有極高的要求，更小的車身可以帶來更大的庫容存儲(chǔ)量和更好的通道適應(yīng)性。第三代CTU依靠特有專利設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)模塊，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性的布局，在相同的性能指標(biāo)下，整車長度及旋轉(zhuǎn)直徑壓縮至至1600mm，整車更加小巧靈動(dòng)。

（圖6 第二代和第三代CTU車身對(duì)比）

（3）提高空間利用率，有效存儲(chǔ)

庫容是CTU應(yīng)用的核心指標(biāo)，高度方向的空間利用率直接決定庫容的大小。第三代CTU通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)最低200mm取放貨高度的突破，倉庫高度方向上的無效存儲(chǔ)相比上代產(chǎn)品縮減40%。

圖7 第三代CTU最低取貨高度示例

除了提升有效存儲(chǔ)高度，還可以通過壓縮貨架層間距來提升高度方向空間利用率。越小的層間距意味著越大的庫容率，而層間距受限于執(zhí)行機(jī)構(gòu)伸縮叉伸入貨架內(nèi)所需的最小層間凈空。第三代CTU通過高強(qiáng)度鋁壓鑄技術(shù)優(yōu)化伸縮叉結(jié)構(gòu)方案，硬件集成化設(shè)計(jì)壓縮控制模塊高度尺寸，使得新方案在增強(qiáng)伸縮叉剛度的同時(shí)，大幅縮減伸縮叉高度尺寸，最小層間凈空由上一代的240mm縮小至190mm，針對(duì)高度較矮的料箱，可顯著提升庫容率。

圖8 第三代CTU最小層間凈空示例

（4）模塊化設(shè)計(jì)，定制更高效

第三代CTU在設(shè)計(jì)之初就定義了標(biāo)準(zhǔn)化的軟硬件接口，從而實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)品系列定制的快速切換，支持從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造到實(shí)施交付全流程模塊化。設(shè)計(jì)階段各模塊基于標(biāo)準(zhǔn)接口獨(dú)立并行開發(fā)，大幅提高定制開發(fā)效率，縮短開發(fā)周期。生產(chǎn)制造階段，各模塊獨(dú)立生產(chǎn)、入庫，無需組裝為整車即可各模塊獨(dú)立發(fā)貨，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)降低成品倉庫空間占用，分體式包裝發(fā)貨節(jié)約大量的物流運(yùn)輸成本，因此生產(chǎn)和運(yùn)輸成本得以大幅降低。實(shí)施交付階段，客戶面臨的單車設(shè)備體積過大無法進(jìn)入電梯，設(shè)備口尺寸過小無法吊裝入廠等問題，第三代CTU各模塊可獨(dú)立搬運(yùn)入場，完美解決該類客戶痛點(diǎn)問題，全流程模塊化的第三代CTU是海康機(jī)器人在復(fù)雜客制化市場需求下的創(chuàng)新突破。

摘自《自動(dòng)化博覽》2023年8月刊