新松机器人:科技创新助力智能制造

国际金属加工网 2018年08月02日

据中国知识产权报报道,高档数控机床机器人已列入《中国制造2025》十大重点领域,目前工业机器人、特种机器人以及服务机器人等类型的机器人在工业制造、国防、医疗和家庭服务等领域中占据了越来越重要的地位。美国《机器人商业评论》去年底公布了2017年度RBR50名单,即最值得关注、全球最有影响力的50家机器人行业公司名单,中国有两家公司上榜。其中,新松机器人自动化股份有限公司(下称新松公司)继2016年后再次入选此榜单。

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2018年韩国平昌冬奥会闭幕式上演的“北京八分钟”,24台人工智能机器人控制着“冰屏”与24名轮滑演员,配合地面投影不断变换曼妙舞姿,惊艳世界。这24台机器人就是新松公司自主研发的,该公司隶属中国科学院,是一家以机器人技术为核心,致力于全智能产品及服务的高科技上市企业。

专利布局伴随企业创新

新松公司成立于2000年, 2009年10月30日在深交所上市。在近20年的发展历程中,新松公司始终重视拥有自主知识产权。笔者在中国专利文摘数据库(CNABS)检索后发现,新松公司早在2002年就提交了第一件专利申请,截至2018年7月10日,其已公开的中国专利申请累计达到1068件,其中800多件是2012年以后申请的。这些申请涉及到了机器人控制系统和控制方法、驱动装置、传感系统、机器人关节、减速器等,并且涉及工业机器人、移动机器人、洁净(真空)机器人和服务机器人等多种类型的机器人。

2018年7月在上海举办的CIROS2018中国国际机器人展览会上,新松公司的蛇形臂机器人、复合机器人、物品运送机器人等六大产品参展。其中蛇形臂机器人不同于传统离散关节型机器人的工作方式,采用末端跟随控制方法,提升了机器人的灵活度和适应性,更适合在极端恶劣的环境下正常工作。该产品共有12个关节,24+1个自由度,可以平稳、灵活地避开障碍物。笔者经过检索发现,针对柔性多关节技术,新松公司提交了多件专利申请,包括公开号为CN304514724S,名称为“机器人(柔性多关节)”的专利申请,以及公开号为CN304006091S,名称为“七自由度机械臂”的专利申请。另外,新松公司针对机器人多关节以及多自由度技术提交了多件发明专利申请,包括公开号为CN108121833A的专利申请,涉及一种冗余自由度机器人逆解方法。

2018年6月19日,德国慕尼黑开展的2018Automatica机器人及自动化技术贸易博览会上,新松公司发布了三大创新技术。其中的新型人工智能控制平台集成了自主研发的复合机器人运动算法和携带的多种环境感知设备实时监测数据,实现了双车双臂完成复杂运动路径下及运动指令下的多次重复定位和动态纠错。笔者通过在CNABS中的检索,发现新松公司在双臂机器人领域布局了多件专利,例如公开号为CN108115671A,名称为“基于3D视觉传感器的双臂机器人控制方法及系统”的专利申请,其通过3D视觉传感器来获取深度图像,提取出人体双臂各骨骼点的三维数据点,同时通过对每个骨骼点进行跟踪来计算机器人各轴的旋转角度,从而实现对机器人的控制,摆脱了传统通过外部设备对机器人进行控制的束缚。公开号为CN106985141,名称为“一种双臂协作机器人”的发明专利申请,包括双目视觉组件、集成一体化控制柜、双臂组件及可移动平台,该双臂协作机器人可实现视觉引导、碰撞检测等功能。在路径规划方面,公开号为CN107553484A,名称为“一种机器人作业运动路径规划方法及系统”的发明专利申请,其中不用周期性地发送试探信息和收到反馈信息进行位置闭环曲线计算,可节约通信时间,实时矫正更合理的路线。

新松公司在海外也进行了专利布局。笔者经过检索发现,截至2018年7月10日,新松公司通过《专利合作条约》(PCT)途径提交国际专利申请8件,2件已在中国和美国公开。其中一件名为“空间连杆型机械手”的专利已获得中国和美国专利授权。该专利涉及一种单自由度直线平移式的空间连杆型结构,使机械手中的一构件能够做严格的单自由度直线平移运动,而无需采用两机械手臂在同一平面上相互配合运行动作。由此可以看出,相对于在中国的专利布局,新松公司在国外的专利布局数量较少,为此新松公司也在不断努力,加快“走出去”的步伐,积极寻求海外战略伙伴。

多措并举提升创新能力

2018年1月,新松公司发布公告称,新松收购韩国新盛分立的以工厂自动化业务(FA业务)设立的公司80%的股权。洁净自动化技术及装备是新松公司的新兴主导产业之一,新松公司也是全球美国以外唯一能供应真空大负载机器人的企业。此次收购的FA业务主要包括三块,面板显示模块包括工序之间的物流输送系统,半导体模块包括半导体各生产工序之间物流输送系统,工厂自动化模块包括把产品自动装载到托盘的系统等。笔者在世界专利文摘库(SIPOABS)中检索发现,自2007年开始,新盛FA公司(SHINSUNG FA CO LTD)申请专利56件,多数是在韩国和中国申请,多件专利申请涉及液晶显示面板制造用的输送系统。

这不是新松公司第一次海外并购。早在2009年,新松公司就与沈阳工业发展公司共同出资入股德国C-CON公司并实现绝对控股。C-CON公司在机械制造、轨道交通,特别是汽车模具研发制造、新材料及生产线一体化设计等方面具有较高水平,客户多为奔驰、宝马、奥迪等知名企业。

除了采用并购的方式,新松公司也非常注重与国内科研院所和企业开展合作。新松公司在2014年与上海交通大学签署了战略合作协议,充分发挥双方在机器人即智能制造领域的学科特长与资源优势,成为机器人核心技术产学研结合的重要平台。笔者在CNABS中检索发现,截至2018年7月10日,上海交通大学与机器人和机械臂相关的专利申请已有七百多件。另外,自2014年以来,新松公司先后与创维、西门子、施耐德、京东、正泰、双环和天润曲轴等公司签订了合作协议,在智能制造、智能物流、减速器等领域开展合作。

值得注意的是,虽然新松公司目前在国内机器人企业中处于领先地位,但是与ABB、发那科、安川等国外大企业相比,无论是市场占有率还是在减速器、机器人视觉、控制算法等核心关键技术上,差距还是不小。新松公司应当继续加大对机器人核心关键技术进行研发。此外,新松公司在海外的专利布局较为薄弱,如果新松公司打算进一步开拓海外市场,应当加强在海外的专利布局,以免在海外市场尤其是重视知识产权的美国和欧洲等国因为专利问题而陷入被动的局面。

 


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