Avec la mise en œuvre du plan d’action de mise en œuvre de l’application « Robot + », l’industrie nationale des robots humanoïdes est entrée dans une phase de développement accéléré et est devenue l’une des pistes principales de la transformation intelligente de l’industrie manufacturière.
Parmi les nombreuses entreprises déployées dans ce domaine, Topstar s’est appuyée sur 18 années d’expérience dans les scénarios industriels et sur un parcours différencié de « technologie auto-développée + orientation vers des scénarios » pour créer une matrice de produits de robot humanoïde couvrant de multiples scénarios d’application. Son premier robot humanoïde à roues « Xiaotuo » est devenu un produit de référence pour les applications intelligentes incarnées dans les scénarios industriels.
S’appuyant sur une technologie de base complète, une configuration complète de la chaîne industrielle et des capacités de mise en œuvre à grande échelle, Topstar a acquis une compétitivité unique dans le domaine des robots humanoïdes industriels et est devenu un partenaire important pour la mise à niveau intelligente des entreprises manufacturières.
Contexte de l’industrie : les robots humanoïdes sont devenus une nouvelle voie pour l’automatisation industrielle
Grâce aux deux roues motrices de l’autonomisation politique et de la demande du marché, l’industrie des robots humanoïdes a inauguré une période dorée de développement.
Le plan de mise en œuvre des actions d’application « Robot + » publié au niveau national propose clairement d’étendre l’application des robots dans des domaines clés tels que la fabrication, en fournissant des orientations politiques claires pour le développement de l’industrie.
Du point de vue du marché, l’industrie manufacturière est confrontée à la transformation de modèles de production multi-variétés et à faible volume. Les limites des robots industriels traditionnels en termes d’adaptation flexible et de traitement de tâches complexes apparaissent progressivement. Les robots humanoïdes dotés de degrés élevés de liberté et de capacités de prise de décision indépendantes peuvent mieux s’adapter aux environnements de production dynamiques et résoudre les problèmes de l’industrie tels que « la difficulté de changer de production, la faible précision et la forte dépendance à l’égard de la main-d’œuvre ».
Le domaine des robots humanoïdes domestiques présente un modèle de développement diversifié, différentes entreprises formant des configurations différenciées en fonction de leurs propres avantages.
Certaines entreprises se concentrent sur des scénarios de recherche scientifique et d’éducation au niveau du consommateur, en se concentrant sur l’optimisation des capacités de mouvement et de l’expérience interactive ;
tandis que Topstar s’appuie sur la nature de la fabrication industrielle et choisit de partir de l’industrie du moulage par injection, un scénario industriel typique, pour créer un robot humanoïde qui « peut travailler et comprend l’artisanat ». Ce choix découle d’une connaissance approfondie des besoins de l’industrie : les scénarios industriels ont des exigences plus strictes en matière de capacité de charge des robots, de précision de positionnement répétitif, de stabilité et d’adaptabilité des processus, et nécessitent une intégration approfondie avec les lignes de production existantes.
Topstar, avec ses 18 années d’accumulation technique dans le domaine de l’automatisation industrielle et ses 15 000 expériences en service client, a la capacité de transformer la technologie en véritable valeur industrielle.
Les données montrent que de 2013 à 2023, le taux de croissance composé des ventes de robots industriels sur le marché chinois a dépassé 24 % et que le taux de croissance composé des ventes nationales de robots industriels a atteint 32 %.
La part nationale est passée de 24 % en 2013 à près de 50 % en 2023. L’ampleur du marché des robots humanoïdes s’accélère avec la transformation intelligente de l’industrie manufacturière, et les produits capables de mettre en œuvre des scénarios industriels auront l’avantage de devenir les premiers dans la concurrence sur le marché.
Topstar a saisi cette opportunité et a déduit les besoins des scénarios industriels dans la conception des produits, formant ainsi un modèle de développement en boucle fermée de « recherche et développement technologique – vérification des scénarios – itération du produit – application à grande échelle ».
Noyau technique : auto-recherche complète pour développer les capacités de base des robots humanoïdes
L’auto-recherche sur la technologie de base est la pierre angulaire de la compétitivité des robots humanoïdes Topstar. Ses avancées technologiques dans des domaines clés tels que les plates-formes de contrôle, les servomoteurs et les structures mécaniques garantissent la fiabilité et les performances élevées des produits dans des scénarios industriels.
La plate-forme de contrôle de robot intelligent X5 de nouvelle génération, développée indépendamment par Topstar, est devenue le support clé reliant le grand modèle d’IA et le contrôle des opérations du corps du robot.
La plate-forme ouvre plus de 500 groupes d’interfaces sous-jacentes et l’interface de contrôle de mouvement en temps réel atteint une fréquence ultra-haute de 500 Hz, atteignant une réponse de l’ordre de la milliseconde pour la liaison multi-axes, permettant d’effectuer un raisonnement en temps réel et l’exécution de commandes de bout en bout de grands modèles d’IA.
Dans le poste de travail de boxe intelligent industriel à double bras, l’interface de contrôle de mouvement en temps réel RGM (Realtime-Guided-Motion) de la plate-forme X5 construit un système en boucle fermée de qualité industrielle de « perception → décision → exécution », qui résout efficacement les problèmes courants de délai de réponse, d’écart de contrôle et d’adaptation d’interface dans l’industrie, et garantit la précision et la flexibilité du fonctionnement collaboratif à deux bras.
Dans le même temps, le robot humanoïde Topstar est équipé d’un grand modèle basé sur VLA (Vision-Language-Action), avec une puissance de calcul maximale allant jusqu’à 3352TOPS, qui peut réaliser un raisonnement et une prise de décision autonomes sur des tâches industrielles.
Au niveau de la perception, le robot utilise des caméras RGBD pour fournir une base de perception pour l’identification des matériaux et la prise de décision autonome dans des environnements complexes ; au niveau de la prise de décision, le système peut générer indépendamment des trajectoires de préhension optimales et optimiser dynamiquement les stratégies opérationnelles basées sur les conditions de travail telles que les changements de posture du matériau et les fluctuations de la vitesse de la bande transporteuse pour garantir une efficacité maximale.
En termes de systèmes d’asservissement, Topstar a réalisé une percée technologique dans la bande passante de boucle de vitesse de près de 1 000 Hz grâce à la recherche et au développement de technologies de servo-clés hautes performances, qui peuvent fournir une compensation de rétroaction pour la vitesse de réponse des systèmes multi-axes et obtenir un contrôle de mouvement synchrone, à haute vitesse et de haute précision.
En termes de conception de structure mécanique, en adoptant une méthode de conception structurelle basée sur l’optimisation du couplage dynamique et statique, ainsi qu’une technologie légère spéciale en alliage magnésium-aluminium, le problème industriel des bras robotiques traditionnels étant difficile à équilibrer entre légèreté, charge élevée et rigidité élevée a été résolu.
Matrice de produits : série de robots humanoïdes couvrant tous les scénarios
Sur la base du concept de conception modulaire, Topstar a construit une matrice de produits de robot humanoïde couvrant différents besoins d’application, notamment trois séries de robots humanoïdes à roues, de robots humanoïdes à deux bras et de bras robotiques humanoïdes, qui peuvent être déployés de manière flexible et collaborative en fonction des besoins de la chaîne de production pour obtenir une optimisation maximale des coûts et des avantages.
En tant que premier robot humanoïde à roues de Topstar commercialisé dans le monde, « Xiaotuo » est un produit polyvalent spécialement conçu pour les scénarios industriels.
Il s’agit également du premier robot humanoïde utilisé dans l’industrie du moulage par injection. Ses principaux paramètres sont entièrement adaptés aux besoins industriels : 21 degrés de liberté lui confèrent des capacités de mouvement très flexibles, avec une charge maximale de 20 kg sur les deux bras, le rendant capable d’effectuer des tâches lourdes telles que la manipulation d’objets lourds et l’assemblage de pièces ; la précision de positionnement reproductible du bras est de ± 0,05 mm, répondant aux exigences de fonctionnement précis ;
la hauteur peut être ajustée dynamiquement entre 1,2 mètres et 1,8 mètres, et grâce aux fonctions de levage et de flexion de la taille, elle peut s’adapter aux lignes de production et aux processus de travail de différentes hauteurs.
La mobilité de « Xiaotuo » répond également aux besoins des scénarios industriels. Le châssis à roues prend en charge un mouvement omnidirectionnel avec une vitesse de déplacement de 1,5 m/s. La grande batterie de 3 kWh assure un fonctionnement à pleine charge pendant plus de 6 heures.
Il prend également en charge plusieurs méthodes de réapprovisionnement en énergie telles que l’échange de batterie, la recharge automatique et l’alimentation électrique directe. À l’heure actuelle, « Xiaotuo » a officiellement « rejoint » la base de fabrication d’équipements intelligents de Topstar et est devenu le premier employé de robot humanoïde. Il peut effectuer une variété de tâches industrielles telles que le placement de plaques, le tri, l’inspection, le transport/chargement et déchargement et l’inspection, démontrant de fortes capacités d’adaptation aux scènes.
Le robot humanoïde à double bras adopte une méthode d’installation de bureau et convient aux scénarios de travail collaboratif de haute précision sur des postes fixes.
Le produit a 7*2 (les deux bras) + 2 (tête) + 1 (taille) degrés de liberté, et le rayon de travail des deux bras est de 690 mm, ce qui peut couvrir un large éventail d’opérations ; la charge nominale est de 10 kg, la charge maximale est de 20 kg, ce qui peut répondre aux besoins des opérations à charge moyenne et lourde ; la précision de positionnement reproductible atteint ± 0,03 mm.
Les deux articulations de la tête supportent les mouvements de tremblement (±90°) et de hochement de tête (-28°~45°), et coopèrent avec le système visuel pour obtenir une perception globale de la zone de travail ; la vitesse maximale du joint est de 180 °/s et la vitesse maximale du TCP est de 1 m/s, garantissant l’efficacité du travail.
Avec sa méthode de déploiement fixe pour une installation sur bureau, sa précision de positionnement répétable de ± 0,03 mm et sa grande flexibilité de coordination des deux bras, ce produit fournit une solution d’automatisation de haute précision et de haute stabilité pour les scénarios d’exploitation de stations fixes dans les secteurs de l’électronique 3C, des jouets, de l’emballage et d’autres industries.
De plus, Topstar a également lancé un bras robotique humanoïde léger conçu pour un fonctionnement précis sur un seul poste de travail. Il dispose de 7 degrés de liberté, d’un rayon de travail de 690 mm, d’une charge nominale de 5 kg, d’une charge maximale de 10 kg et d’un poids corporel de seulement 15 kg (hors armoire de commande), ce qui facilite un déploiement flexible. La précision de positionnement reproductible du produit atteint ±0,03 mm, ce qui présente des avantages en termes de consommation d’énergie dans des scénarios de fonctionnement de haute précision ; l’amplitude de mouvement des articulations et la vitesse maximale sont conformes à celles des robots à deux bras, garantissant flexibilité et efficacité de fonctionnement. Les trois produits perpétuent le positionnement de produit « de qualité industrielle » de Topstar et maintiennent la cohérence en termes de technologie de base, de normes d’interface et de conception de sécurité.
Dans le même temps, grâce à des formes et des configurations de paramètres différenciées, ils couvrent tous les besoins industriels, des postes de travail fixes aux opérations mobiles, du fonctionnement à un seul bras à la collaboration à deux bras, et des charges légères aux charges moyennes et lourdes, formant une matrice de produits hautement compétitive.
Mise en œuvre de scénarios et aménagement écologique : permettre la mise à niveau intelligente de l’industrie manufacturière
En tant que scénario de mise en œuvre principal des robots humanoïdes Topstar, l’industrie du moulage par injection a réalisé une percée depuis la « vérification technique » jusqu’au « déploiement sur la chaîne de production ».
Le robot humanoïde à roues « Xiaotuo » a été vérifié dans la propre base de production de Topstar et dans de multiples scénarios industriels en raison de sa charge élevée, de sa haute précision et de sa flexibilité intelligente.
Il peut réaliser des fonctions telles que la détection et le tri indépendants, le fonctionnement coopératif à double bras à charge élevée et la réponse flexible aux besoins de production de plusieurs variétés. Il peut fonctionner de manière stable à des températures ambiantes de 0 ℃ ~ 50 ℃ et dispose de mécanismes de sécurité mécaniques tels que des freins articulaires pour garantir un fonctionnement fiable dans les ateliers de moulage par injection à haute température et poussiéreux.
La compétitivité de Topstar dans le domaine des robots humanoïdes est indissociable de la configuration complète de sa chaîne industrielle, de ses capacités de recherche et développement technologique et de ses capacités de synergie écologique accumulées au fil de nombreuses années dans l’industrie des équipements intelligents.
L’entreprise a construit un écosystème en boucle fermée qui intègre « technologie – fabrication – produits – scénarios » et a la capacité de présenter l’ensemble de la chaîne industrielle, depuis la recherche et le développement des composants de base jusqu’à l’intégration complète des machines, garantissant ainsi la compétitivité de base des produits et la stabilité de la chaîne d’approvisionnement.
Dans le même temps, Topstar intègre activement les ressources en amont et en aval dans la chaîne industrielle et a établi conjointement une alliance d’innovation écologique pour les robots humanoïdes avec un certain nombre d’entreprises de composants clés, d’instituts de recherche scientifique et de clients finaux pour accélérer l’innovation technologique et la transformation des réalisations, et promouvoir la mise en œuvre à grande échelle de robots humanoïdes dans des scénarios plus industriels.
À l’avenir, avec l’itération continue de la technologie de l’intelligence incorporée et l’expansion continue des scénarios d’application, Topstar continuera à se laisser guider par la demande du marché, à approfondir la recherche et le développement technologique, à enrichir la matrice de produits, à élargir les scénarios d’application, à promouvoir la transformation d’un plus grand nombre de lignes de production d’entreprise vers l’intelligente, à remplir la mission d’entreprise consistant à « améliorer la fabrication industrielle » et à contribuer au développement de l’industrie chinoise des robots intelligents.
