协作机器人厂商为何要自研视觉方案

年来，不少协作机器人厂商推出了“手眼一体”的协作机器人本体产品，或在研发视觉相机及视觉软件系统。

协作机器人为何要自研视觉方案？

据高工机器人观察，华沿机器人、新松多可、越疆机器人、法奥机器人、节卡机器人、达明机器人等多家协作机器人企业发布了多种自研视觉产品及解决方案。

华沿机器人（原大族机器人）在2023年发布了Elfin Pro（E-Pro）系列协作机器人，解决了前置AI视觉小型化的难点，末端相机做到一体化内走线应用。

新松多可协作机器人也在2023年推出了经济型2D定位方案，搭载了自研的DM-Cam2D相机，通过智能标记可以实现空间6自由度目标检测或位姿矫正工艺。

越疆机器人在2023年发布了2.5D智能相机VX500，搭载空间补偿定位算法，可以无缝集成至协作机器人本体，并提供自动标定功能，应用在搬运/上下料视觉引导、工件测量、包装识别等领域。

法奥机器人在今年4月发布了3D视觉免编程焊接解决方案，同期还发布了自研的3D相机产品Nano-Pro，基于AIRLab具身智能软件平台和视觉，可以实现焊缝自主识别、工件视觉建模、焊缝推荐、姿态规划、自动避障等功能。

为什么协作机器机器人厂商近年来开始热衷于自研视觉产品和相关解决方案？

以往搭载机器视觉的协作机器人，其视觉相机和软件算法通常分别来自不同的公司，存在较高的整合成本和维护成本。

随着协作机器人行业的竞争逐渐激烈，各家企业都致力于研发差异化的特色产品，加上部分终端大客户对工艺进阶升级的需求，部分协作机器人企业在视觉领域也逐渐拥有了专业的维护和研发人员，协作机器人厂商开始自研相机硬件、软件和配套算法。

也有协作机器人厂商告诉高工机器人，具身智能技术的火热，让不少本体企业增强了在视觉、力控领域的研究。具身智能机器人的特点之一便是具备自主感知能力、精细化操作执行能力，协作机器人厂商开始研发相机和视觉解决方案，也是为进一步拥抱具身智能机器人做好技术储备。

此前，协作机器人大多是采用外置相机这一传统视觉解决方案，而近年来不少企业已经推出末端集成视觉系统的“手眼一体”协作机器人。

为什么选择“眼在手上”（将视觉系统集成在协作机器人末端）的方案？

高工机器人通过调研了解到，将视觉系统集成在协作机器人末端，一方面可以免去手眼标定，实现开箱即用。传统外置视觉系统和机器人控制系统需要进行多次调试，而通过内部集成走线，可以实现一体化控制，让协作机器人开箱即用。

另一方面是可以增强对相机的防护能力，减少外部相机单独集成碰撞事故造成停机的风险，此外，从产品设计来看也会相对更加简约、美观。

当然，末端集成摄像头也存在局限性。一位机器人产品研发人员告诉高工机器人，工业场景为了兼容不同的产品，会把夹爪、末端工具做成各种奇形怪状的形态集成在末端，夹爪的设计可能会干扰相机，视野受到局限。

高工机器人产业研究所（GGII）数据显示，近2年来，协作机器人是工业机器人本体赛道中唯一保持2位数增长的本体类型，汽车、3C行业的上下料需求稳定增长，同时如柔性装配、焊接、打磨、按摩理疗等新兴应用也在逐渐起量，将为协作机器人配套的视觉应用带来新的增量空间。

协作机器人+视觉，

哪些场景将成标配？

2D视觉相机基于平面图片的特征来进行分析，难以获取物体的高度、厚度、体积、形状、平整度等数据信息，3D视觉相机通过点云图或位姿信息，可以实现检测、识别、测量、引导、定位等功能，成为协作机器人在处理复杂工艺的黄金搭档。

GGII数据显示，搬运、上下料是当前协作机器人的第一大应用场景，占比在四分之一左右。在面对散乱来料的分拣，对精密零部件的抓取、上下料等场景，视觉系统均可以完成高效识别、定位。

高工机器人观察到，不少协作机器人厂商都提到了复合机器人搬运场景中对于视觉系统的应用，如针对半导体原材料、汽车零部件、生物实验室样本的定位、识别、搬运，并推出结合视觉方案的定制化机型，进入相关客户工厂产线。

如在河南信阳某半导体智能工厂中，该车间以“灯塔工厂”标准建设，部署了数十台越疆复合智能机器人，搭载了先进的视觉系统，实现亚毫米级操作精度，同时可精准识别场景高度与倾斜度变化，在复杂环境下保持高精度的取放、上下料、搬运等任务，据官媒报道，该方案实施后整体成本下降近一半，产能实现了30%增长。

面对多品种、小批量的柔性加工场景，如焊接、打磨、装配、涂胶、螺丝锁付等领域，需要协作机器人精准识别工件来料信息，快速完成建模，引导机械臂完成精细化操作。

比如在焊接领域，如果没有视觉系统辅助，则需要进行示教，同时在“盲焊”状态下作业很容易产生形变，或者将工件焊穿。而3D视觉能够快速扫描焊接工件、精准识别焊缝，通过点云信息完成3D建模，辅助机器人实现自主规划作业路径、自主避障，在作业过程中，还能动态检测焊缝质量，确保焊接工艺的一致性。

结合AI视觉和深度学习能力，协作机器人便可以具备实现免示教、免编程，自主规划焊接路径、推荐焊接工艺、调整焊接姿态等能力，优化焊接质量，提高焊接效率。

又如在3C电子、半导体、家电等行业的柔性装配作业中，同时要求机器人具备高节拍、高精度的定位、检测、装配能力，传统视觉+机器人很难同时保证以上要求。而柔顺力控技术+视觉感知技术的组合拳能够将实现多模态的感知，完成对作业精度、节拍速度、避障能力的把控。

如珞石机器人、华沿机器人、非夕科技等本体企业通过“手眼配合+力控”方案，以力控感知规划辅助视觉定位偏差，在对3C行业精密零件配件快速锁定基础上，实时感知物体受力情况，进行高精度的插拔装配。

视觉检测则是协作机器人+视觉系统组合中刚需的一大功能，一般可用于产品缺陷、外观、高度、纹理等类型的检测。如新松多可、越疆机器人、遨博智能、珞石机器人、埃斯顿酷卓、华沿机器人、节卡机器人等企业在汽车零部件检测、车身外观检测等领域均有开展成熟应用。

一位3D视觉厂商告诉高工机器人，未来在来料散乱场景下的分拣，按摩理疗等柔性作业场景，协作机器人+视觉方案很有可能会成为应用的“标配”。

尽管协作机器人+视觉应用的未来美好，但在普及上还存在诸多难题。

首当其冲的是价格因素，3D视觉行业的定制化程度过高，比如在打磨、焊接、按摩理疗等不同场景不同工艺段，很难有相机能够标准化通用，这种非标定制化应用方案，直接导致终端使用成本过高。

其次，在一些精密加工场景，3D视觉系统的定点扫描、飞拍定位等，会对协作机器人的工作节拍产生影响。同时产品本身性能也是一个大考验，不少协作机器人的负载能力、应用场景空间有限，要求视觉相机在轻量化的同时，仍然具备高精度、低功耗、易集成、多接口等性能。

当协作机器人厂商开始自研视觉相机，或者研发“眼在手上、手眼一体”型协作机器人产品，有望降低产品整机集成的成本，提高视觉方案在3C、汽车，以及其他通用工业制造场景的渗透率。

据GGII预测，至2027年我国机器视觉市场规模将超过560亿元，其中2D视觉市场规模将超过400亿元，3D视觉市场规模将近160亿元。

总体来说，能够解决多个场景中非标化、柔性化制造过程的痛点，灵活、可靠、易集成是协作机器人的优势，而伴随从2D视觉到3D视觉技术的飞跃，再到AI+视觉技术的高效蜕变，协作机器人将在更多复杂工艺中锚定痛点，大展身手。

未来，在具身智能大模型、工业专用大模型的普及中，协作机器人也有望从“执行工具”跃迁为“多维感知-自主决策-高效执行”的智能体，在这场无声的产业变革中，视觉系统既是一切感官的起点，亦是通向未来人机智能协作的关键枢纽。