双臂机器人方案
立柱式 / 龙门式两种形态 · 按车间工况选型 · 按场景专项训练
来自物流转运与服装电商仓的真实需求:软包没有形状、堆法随机、面单朝向不定,每一件都是新的。方案分两种形态——现成车间用立柱式,站在原来人站的位置,免改造;新建重载工位用龙门式,横梁双滑枕,吃住又重又快的直线作业。视觉模型一律针对您的现场专项训练。
主力形态·立柱式双臂的工程设计与验收指标
两种形态,按车间选
同一套控制、视觉与抓手,两种机械形态——选哪种不看偏好,看您的车间
立柱式双臂方案
站在原来人站的位置
双臂立于立柱,肩高与跨距按人工工位设计,车间免改造。轻载高速,10kg 档的臂又快又便宜,配合力控限幅,过渡期有人车间不用围起来
- 车间免改造,直接立于原人工工位
- 每臂 7 轴 ×2,单臂 10kg / 双臂共抬 20kg
- 软包分拣节拍最高 1200 件/时
- 力控限幅,有人车间安全共存
龙门双臂方案
一根横梁,两个滑枕
横梁挂双滑枕,每滑枕 4-5 轴(共 8-10 轴),刚度大、承重强,吃住又重又快的直线作业;一个滑枕装毛坯、一个卸成品,天然流水重叠
- 适合机床上下料、高速码垛、长直线搬运
- 面向新建重载工位、工位可排成直线的车间
- 桁架机械部分采用成熟产品,集成我们的控制、视觉与抓手
- 同一套控制与视觉,换形态也跟着走
怎么选:判断线只有一条:工位是按机器设计的,还是按人设计的。客户的现成车间,工位就是原来人站的位置——立柱式赢;新建的重载车间,工位随便排、直线、高节拍——龙门赢,而且是物理上赢。
这个活为什么难
方案源自物流转运与服装电商仓的真实需求:昼夜两班倒、旺季量翻倍,用工压力常年存在。 主线分拣早已自动化——交叉带一条线每小时两三万件——但两头的活一直是人干。
每一件都是新的
尺寸、软硬、重量、面单朝向全随机。制造业「示教一次重复一年」的路子在这里走不通,视觉必须逐件感知
软包没有形状
从信封大小到半人高的编织袋,不能使劲夹,面单还娇气——末端抓手比臂本身更关键
专机干不了
物料与场景多变时,专机换型成本高,标准工作站也难以覆盖——需要一条更灵活的自动化路线
这三个差别决定了整台机器的设计重心:视觉和末端抓手比臂本身重要——也决定了为什么模型必须按现场专项训练。
方案组成
双臂机器人本体
立柱式 / 龙门式两种形态,按车间工况选型;谐波关节模组,末端重复定位 0.1mm 级
视觉模块
全局 + 近距双相机:找件、认面单、选抓点;NPU 边缘推理,200ms 并入搬运节拍
算力模块
RK3588/RK3576 边缘计算平台,1kHz 实时控制与 NPU 推理同机运行,直接集成进项目
专项训练模型
客户存量数据 + 现场失败案例回流持续训练,影子模式验证后切换
实施服务
节拍爬坡、稳定性连跑、30 天验收,一对一场景训练作为长期服务
为什么必须做专项视觉训练
直接使用通用视觉模型,效果会打折扣。每个客户的物料、光照、工位都不相同,只有针对特定场景训练的模型,才能达到产线要求的可靠性。
直接使用通用模型
- 开箱即用,但识别效果打折
- 对特定物料、光照、角度不稳定
- 现场稍有变化就误判漏判
- 难以达到产线要求的可靠性
针对现场专项训练
- 在客户现场采集真实数据
- 针对特定场景训练与调优
- 覆盖实际光照、姿态与干扰
- 达到工况要求的准确率与稳定性
训练数据来自两个来源:客户的存量影像提供分布宽度;机器上岗后,失败的件自动存图回流,持续补充训练集。 新模型先以影子模式与在线模型并行比对,指标达标后才切换上线。
工程指标
以下为主力形态·立柱式双臂的当前工程设计与验收口径,按客户工况定制调整;龙门式按项目工况单独出方案
可靠性工程
演示要的是惊艳一次,工程要的是第二万次和第一次一样。设计原则只有一条: 错了看得见、停得下、修得快
两票制异构冗余
关键判据由两个不同物理原理的通道交叉验证:抓没抓住 = 视觉 + 真空度,零点正不正 = 编码器 + 倾角计。两票对不上,本身就是报警
失效安全与优雅降级
坏了进入安全态,不进入未知态:断气保持阀让件不从半空掉落;模型层挂了退回传统视觉,视觉整链挂了退回开关量停线保产
每日开机自检
开机走校验姿态核对零点,标准色块查光源老化,倾角计顺带核查地坪沉降——几分钟完成自检,确认状态再开工
数据脱敏出仓
面单区域打码后图像才出客户车间,按 GDPR 级敏感处理。数据安全守在前头,数据合作没有后顾之忧
部署与验收
验收不考好情况,专挑最坏情况出题:低温天、关一路灯、面单朝下的件、掉一把气压、拉一次电闸
节拍爬坡调试
从半速几百件起步,一段一段加速,盯两个数:节拍最差百分位(p99)与首抓率。节拍上去了首抓率掉了,就退半档
黑灯分期点亮
人在旁盯着干 → 人在场不盯 → 真正无人夜班。每往前一段,靠的是上一段的数字过线,而非冒进
30 天连续验收
稼动率、首抓率、节拍 p99、掉件数、误停次数天天记,看的是三十天的曲线不是验收日演示;断电续跑,码到一半的托盘不推倒
与您的系统协同
机器在您的车间里是一个节点,不是一座孤岛——与 MES/WMS 按三个方向设计齐接口
主动上报
每件一条结构化记录(条码、结果、格口)+ 班次汇总与分级报警;本地落盘续传,断网半天一条不丢
被动查询
您的系统随时连上来问状态、要历史:Modbus TCP、OPC-UA、Web 接口均可,寄存器分区带心跳
反向触发
您的系统可触发拍照、IO 联动、启停——白名单内的动作;臂怎么动、轨迹怎么走,指令进不了实时层
提供人能读的协议文档、Python/C# 示例代码与对接模拟器,助您的上位机工程师快速完成对接联调
应用场景
适合节拍稳定、重复度高的作业工位,具体场景需结合现场评估
软包分拣
码托拆托
供包上线
退货整理
面单翻面
工程决策过程,公开可查
我们把立柱式双臂的完整工程过程写成了系列文章:立项推演、形态改判(龙门为什么让位给立柱)、关节选型、 EtherCAT 实时控制、视觉链、数据工厂、双臂协调、黑灯验收——每个数字怎么来的、坑在哪里,全部公开在技术博客。
阅读《双臂工业机器人》系列合作流程
需求分析
了解产线工况、作业目标与节拍要求,评估方案可行性
现场数据采集
在实际工位采集真实视觉数据,确保训练数据与工况一致
专项模型训练
针对客户场景训练、调优并验证视觉模型
部署交付
硬件集成、现场联调、试运行与培训,交付即可使用
如果您是机器人厂商
双臂方案是我们视觉与 AI 决策技术栈的参考实现——这套「眼睛 + 大脑」可以整体移植到您的机器人本体上, 帮助您的产品完成从传统工业机器人到 AI 智能机器人的升级。本体和品牌都是您的,我们补上 AI 那一环。 不限于机械臂形态——AGV、复合机器人等整机同样适用。