“身材”柔韌,動作靈活,能夠模擬人手精準抓取物體……新興的軟體機器人,正在成為行業“新寵”。
近日,據報道,中美聯合研究團隊還設計出一種新型軟體機器人,可通過收集陽光或體溫等微量熱能實現自持微運動……軟體機器人的天地,正在越來越廣闊。
“軟體”浪潮涌入產業
機器人的特點之一,就是具備更強的環境耐受性,無論是在高溫、低溫、潮濕、多塵甚至有害的惡劣環境中,還是面對復雜多變的操作場景,都能穩定運行 。而軟體機器人更是打破了傳統機器人在適應性上的局限,適用場景更多,也在汽車制造領域引起了關注。
當前,隨著汽車工業從傳統的剛性制造模式向柔性智能生產方式轉型,對生產設備的靈活性、適應性和智能化程度提出了更高要求。傳統的剛性自動化設備在面對多樣化的生產需求時,往往顯得有些力不從心,而軟體機器人以其獨特的仿生特性和靈活多變的操作能力,為破解這一難題提供了全新的思路。軟體機器人不僅能在狹小空間內完成復雜操作,還能與人類協作,實現生產線的高效運作,開啟了汽車制造“剛柔并濟”的新時代。
通常情況下,軟體機器人通過氣壓驅動的柔性聚合物肌肉,實現了令人驚嘆的載重比,在一些特殊場合,遠超傳統剛性機械臂,具備獨特優勢。例如,在汽車電池包的抓取作業中,傳統機械臂可能因力度控制不當,導致電池包表面可能出現劃痕或損傷,影響產品質量。而軟體機器人憑借其輕柔且精準的抓取能力,能夠輕松、精準完成這一動作。
而在汽車零部件的組裝環節,對于一些形狀不規則、表面材質特殊的部件,傳統剛性機械臂往往難以找到合適的著力點,容易出現裝配偏差。軟體機器人則能根據部件的形狀和材質,自適應地調整抓取方式和力度,確保每個部件都能被精確組裝到位。
軟體機器人還具備卓越的自適應環境交互能力。其往往具備IP68級防水防塵設計,使其能夠在充滿水霧、灰塵的汽車涂裝車間等環境中穩定運行。無論是面對高溫、高濕的極端氣候條件,還是強電磁干擾的復雜電磁環境,軟體機器人基本都能應對自如。在汽車涂裝車間,濕度和溫度的波動較大,傳統機器人的電子元件容易受到水汽侵蝕,導致故障頻發。而軟體機器人的防水防塵設計,使其能夠在這樣的環境中持續工作,故障率相較傳統機器人降低了60%。在底盤焊接車間,強電磁干擾會影響傳統機器人的信號傳輸,導致操作失誤。軟體機器人則憑借其良好的電磁兼容性,不受干擾,保證焊接作業的準確性和穩定性。
先進制造的“操盤手”
如今,在汽車制造領域,多車型混線生產一直是提升生產效率和滿足市場多樣化需求的關鍵挑戰。同樣,在新能源汽車的生產中,不同車型的車門密封膠涂覆工藝存在差異,傳統生產線在切換工藝時往往需要耗費大量時間進行設備調整和參數設置。而軟體機器人能夠在同一條生產線上快速生產多種車型,大幅提高了生產效率,降低了生產成本。這種快速切換能力也使得汽車制造商能夠更加敏捷地響應市場需求的變化,及時調整生產計劃,生產出市場急需的車型,有助于提高企業的市場競爭力。
在汽車工廠的物流環節,軟體機器人同樣能夠輕松完成貨架高層取貨任務。在傳統的零部件倉儲中,AGV物流小車往往只能在固定的軌道上運行,無法靈活應對復雜的倉儲環境和貨物布局。而軟體機器人能夠自主導航,根據貨物的位置和需求,靈活調整動作,高效地完成貨物的分揀和搬運,提高了倉儲物流的效率和靈活性。
有行業人士指出,盡管軟體機器人在汽車業展現出巨大潛力,但要實現大規模、深層次的應用,仍需突破一系列技術瓶頸。控制算法的優化是關鍵難題之一。軟體機器人在運動過程中呈現出高度的非線性變形特性,這使得傳統的控制算法難以精準地實現對其運動軌跡和動作的控制。期間,美國卡內基梅隆大學的科研團隊針對這一問題展開深入研究,研發出磁控軟體機器人平臺。該平臺利用時變磁場對機器人的關節彎曲角度進行精確控制,將誤差控制在極小范圍內,有望推動汽車制造過程中精密操作環節的自動化和智能化進程。
軟體機器人的材料性能的突破同樣至關重要。在汽車制造環境中,機器人需要具備高強度、高韌性以及良好的形變恢復能力,以應對各種復雜的作業任務。美國麻省理工學院的研究人員開發出一種形狀記憶合金復合橡膠材料,為解決這一問題提供了新的思路。這種材料使軟體機械臂的抗拉強度大幅提升至50MPa,同時保持了80%的形變恢復率。在汽車底盤高強度部件的搬運作業中,傳統的軟體機器人可能因材料強度不足而無法勝任,而采用這種新型材料的軟體機械臂則能夠輕松應對,確保搬運過程的安全和高效,滿足了汽車制造對機器人材料性能的嚴苛要求。
“柔性進化”重塑行業
展望未來,隨著汽車產業加速駛入電動化、智能化的深水區,軟體機器人正從多個維度深度重塑行業格局,成為推動汽車業變革的關鍵力量。
在汽車制造端,軟體機器人將助力汽車生產實現從傳統大規模標準化向多品種小批量柔性生產的轉變。通過快速切換生產模式和自適應調整操作流程,滿足消費者日益多樣化的需求。例如,在一條汽車生產線上,軟體機器人可以根據車型的變化,迅速調整自身的動作和操作方式,實現不同車型零部件的高效組裝,大大提高了生產線的靈活性和生產效率。有機構預計,到2030年,全球汽車制造企業中,采用軟體機器人進行柔性生產的比例將從目前的10%提升至50%,成為主流生產方式之一。
在汽車產業鏈上,軟體機器人將構建起無人化運維體系,實現汽車生產、銷售和售后全流程的智能化管理。在生產環節,軟體機器人能夠實時監測設備運行狀態,及時發現并解決潛在故障,確保生產線的穩定運行。在銷售環節,軟體機器人可以為客戶提供個性化的購車咨詢和試駕服務,提升客戶體驗。在售后環節,軟體機器人能夠完成車輛的檢測、維修和保養等任務,提高售后服務的效率和質量。預計到2028年,全球汽車售后服務市場中,軟體機器人的滲透率將達到30%,為汽車企業節省大量的人力成本和時間成本。
在生態端,軟體機器人將催生“車-機器人-用戶”的交互新場景。人形軟體機器人可以作為汽車的智能助手,與用戶進行自然交互,提供導航、娛樂、信息查詢等服務。在智能家居場景中,軟體機器人可以與汽車實現無縫連接,實現遠程控制汽車、獲取汽車狀態等功能,成為汽車產業新的增長點。
有關專家認為,隨著材料科學、AI控制與3D打印技術的融合突破,軟體機器人在汽車業的應用前景將更加廣闊,將推動汽車工業從“剛性制造”邁向“智能共融”,開啟產業新紀元。或許,在未來的汽車工廠中可以看到,多種形態的軟體機器人將與智能設備、人類員工緊密協作,共同完成各種復雜的生產任務,以更高的質量、更好的效率完成個性化、定制化的汽車生產,為人們的出行生活帶來更多美好體驗。
長按二維碼關注精彩內容





