随着具身智能和工业机器人技术发展,机器人正在从固定程序执行走向更加灵活的任务执行。但在实际工业场景中,让机器人完成一次抓取、搬运或组装,并不只是解决动作控制问题,还需要完成任务拆解、数据采集、模型训练和现场部署。

传统机器人开发通常依赖专业人员编写程序、调试轨迹。当任务流程发生变化或机器人需要迁移至新工位时,往往还需要重新开发和调试,影响应用效率。

那么,能否通过无代码工具,让用户自主完成机器人任务开发?围绕这一问题,工业富联科技服务推出工业机器人开发训练平台,将任务编排、遥操作数采、模型训练和机器人部署整合为一套工具链,并通过BT与VLA协同,实现工业任务的拆解与训练。

01|工业机器人任务开发面临哪些挑战?

机器人进入工业现场,主要面临三个方面的问题。

一是任务开发门槛较高。 传统开发方式需要专业人员进行程序编写、轨迹调试和现场适配,普通工业用户难以独立完成任务开发。

二是复杂任务难以直接复用。 工业任务通常包含多个连续动作,不同工位的物料、位置和操作流程也存在差异,任务调整往往需要重新进行流程设计和调试。

三是模型训练需要高质量数据。 机器人需要通过示教数据学习具体操作技能,数据采集、筛选、训练和部署之间需要形成完整流程。

因此,机器人开发平台不仅要解决动作执行问题,还需要降低任务开发门槛,打通从数据到模型、再到现场应用的完整链路。

02|机器人开发训练平台:机器人端与服务器端协同

工业富联科技服务工业机器人开发训练平台采用机器人端APP与服务器端协同的方式,将任务开发所需的工具整合起来。

机器人端提供四类APP:

功能模块

核心作用

任务编排APP

将复杂任务拆分为多个子任务,组织执行流程

遥操数采APP

通过人类示教采集机器人视觉和动作数据

数据处理APP

将采集数据处理为模型可用格式

模型推理APP

部署训练模型,根据模型输出执行任务

服务器端提供两项核心功能:

  1. 数据管理:筛选示教数据、创建训练数据集。
  2. 模型训练:利用采集的示教数据训练机器人大脑。

整体流程是:机器人端完成任务操作和数据采集,服务器端负责数据管理与模型训练,训练完成后再将模型部署回机器人端。

通过这一方式,用户可以借助APP完成任务开发,无需深入掌握AI底层技术。

03|BT+VLA:如何组织复杂工业任务?

在机器人任务开发中,行为树(BT)和视觉语言动作模型(VLA)承担不同职责。

BT负责流程组织。

平台支持通过可视化拖拽方式编排任务,组合运动控制节点、流程控制节点、VLA节点和模块化AI节点。用户可以根据任务需要设置动作顺序、流程判断和执行条件,无需编写传统程序。

VLA负责视觉感知与任务操作。

对于物料识别、位置判断和抓取等需要视觉信息的任务,可以由VLA完成相应操作。

两者协同的关键,是将复杂任务拆解为多个相对独立的子任务,再通过行为树连接起来。

以IO板取放为例,可以将任务拆分为拿取、移动和放置三个环节:

  1. 拿取:由VLA完成视觉定位和抓取操作。
  2. 移动:通过SLAM导航完成位置移动。
  3. 放置:由VLA完成视觉定位和放置操作。

这种方式避免将过长的连续任务全部交给VLA执行,减少长流程中的误差累积,也便于后续修改任务流程。

04|从任务设计到现场部署:五步完成机器人训练

平台将任务开发归纳为五个步骤。

第一步:任务设计。

评估任务精度、步骤数量和现场环境。对于精度要求较高的任务,可以结合治具、倒角等方式适当降低操作难度;对于步骤较多的任务,则需要拆解为多个子动作。

第二步:BT编排。

通过可视化拖拽组合运动控制、流程控制和VLA节点,完成任务流程设计,并通过点位示教调整手部位姿或关节角度。

第三步:数据采集。

通过VR头显和手柄遥操作机器人完成示教,同步采集视觉、动作和任务结果数据。对于简单任务,100—200条高质量示教数据通常可以作为训练起点。

第四步:模型训练。

在服务器端完成数据筛选、数据集创建和模型训练。平台支持基于NV GR00T开源基座模型开展后训练,并可结合成功与失败数据进行强化学习。

第五步:场景部署。

将训练模型和行为树流程部署至机器人端,开展现场执行,并通过数据回传持续优化模型。

通过这套流程,机器人任务开发形成从任务设计、数据采集到模型训练和部署的闭环。

05|工业场景验证:从取放到精细组装

目前,平台已围绕取放、搬运、上下料和精细组装等方向开展任务验证。

应用任务

单次作业节拍(CT)

成功率

IO板取放

160秒

90%

Busbar组装

58秒

98%

Coldplate取放

216秒

100%

此外,SMT料架Reel取放、SMT贵重物品仓取料等任务仍处于研发过程中。

在开发效率方面,用户自主开发核心周期约为2—3周;简单任务训练周期约2周,中等任务约6周,开发人力投入可降低约50%。

需要注意的是,平台当前更适合中低精度、中短流程、环境相对结构化且无需复杂精密力控的工业任务。企业需要结合任务精度、步骤数量、力控需求和环境复杂度进行评估,再通过POC验证任务成功率、作业节拍和连续运行稳定性。

06|机器人开发从专业编程走向任务自主训练

机器人规模化应用,不仅需要性能可靠的本体,还需要降低任务开发门槛,让企业能够根据生产需求持续开发和调整机器人技能。

工业富联科技服务通过机器人本体与开发训练平台协同,为企业提供任务设计、数据采集、技能训练和场景部署支持,推动机器人在搬运、上下料和组装等工业环节逐步落地。

随着无代码开发工具、行为树与VLA模型进一步融合,机器人任务开发有望变得更加灵活,为制造业自动化和智能化升级提供新的应用路径。

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