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Z705FS 固定单臂精密操作机器人
立项报告 · 系统自研款 · 7系列固定式单臂

文档版本:V1.0(2026-08)· 关联文档:《Z705MD 移动双臂立项报告》(z705md.html)
产品系列:Z系列 7系精密操作平台 · 本报告范围:固定式单臂(FS)型号

〇、产品命名规范与演进延续性

0.1 命名规范(7系列统一编码)

7系列采用五位编码,型号即规格,一码读懂全部核心参数:

码位含义本型号取值说明
第1位 Z品牌前缀ZZ系列 具身智能品牌
第2位 7产品系列77系精密操作产品线(第7代平台)
第3-4位 05单臂额定负载05单臂额定负载 5 kg
第5位 F/M底盘形态F(Fixed 固定)固定式基座
第6位 S/D臂数量S(Single 单臂)单臂配置

系列矩阵:Z705FS(固定单臂)· Z705MD(移动双臂)· 预留 Z705FD(固定双臂)、Z705MS(移动单臂)扩展位。

0.2 产品演进与延续性(关键说明)

本型号不是全新产品,而是对既有产品线的规范化升级 + 系统化改造,保持与历史定义的技术延续性。机械臂沿用珞石 SR5-C 成熟执行部件,整机系统(力控/视觉/工艺包/数据采集)自研。
维度历史定义(旧)本型号(新)演进说明
型号Z700F(固定式精密插拔)Z705FS(固定单臂)纳入7系统一编码,明确5kg负载与单臂
定位L2基线·单工位高精度插拔固定工位精密操作·系统自研款从"插拔专机"扩展到"固定工位通用操作平台"
协作臂珞石SR5-C + DH夹爪珞石SR5-C + 快换末端(臂沿用)机械臂沿用珞石成熟件,末端升级快换
负载5kg(珞石SR5-C)5kg(珞石SR5-C)负载规格不变,沿用珞石原臂
精度±0.02mm±0.02mm精度指标延续,珞石臂固有精度
力控DH夹爪(无六维力)腕部加装六维力传感器≤0.1N力控能力增强,新增金手指零划痕能力
场景5工位循环(入料→扫码→刷程序→AOI→出料)场景1/7(FW Loading/AOI)场景范围扩展至固定工位两类
延续性结论:Z705FS 继承了 Z700F 的固定式、单臂、5kg负载、±0.02mm精度、珞石SR5-C机械臂五大基因,升级点为末端快换化、力控增强(腕部六维力)、快换末端、场景扩展。命名从 Z700F 迁移至 Z705FS 是为了纳入7系统一编码体系。机械臂沿用珞石成熟执行部件,自研聚焦于整机系统方案。

一、项目概述

1.1 立项背景

光模块产业正处于"人机替代"临界点。2026年全球光模块市场规模突破210亿美元,中国产量占全球60%+,但产线自动化率不足45%。以成都储翰科技为例,100G/400G/800G光模块封装测试产线每条依赖12-15名操作员,年人力成本超150万元。

产线中大量固定工位定点重复操作——FW Loading(固件下载 + EEPROM写/读校验)AOI光学检测——这些工位不需要移动底盘,但要求高精度、高节拍、高一致性。固定式单臂机器人是这类工位最经济、最精准的替代方案。

1.2 痛点分析

痛点现状量化影响
精度不足微米级对准依赖手感良率波动大,返工率3-5%
节拍受限人工作业速度有限无法匹配800G翻倍产能
一致性差不同操作员手法差异插拔力不均,金手指划痕率1-2%
人才短缺精密操作工种难招培训周期3个月,流失率高

1.3 立项目标

研发 Z705FS 固定单臂机器人——机械臂沿用珞石SR5-C成熟执行部件,整机系统(力控/视觉/工艺包/数据采集)自研,覆盖固定工位两大场景,通过腕部六维力实现力控≤0.1N,金手指零划痕。

二、市场对标分析

2.1 竞争格局

对标分两类:①混合机器人(AGV/协作臂/AOI单功能设备分散组合)与②具身机器人(一体化自主移动+操作)。Z705FS 作为固定式单臂,主要对标固定协作臂与固定检测台。

2.2 对标矩阵

对标产品类型参考价(万)负载精度Z705FS优势
节卡 Zu 5固定协作臂8~125kg±0.02mm力控≤0.1N+光模块工艺包+数据采集
越疆 CR5固定协作臂3~55kg±0.02mm同上·集成AOI+料盘上下料全流程
遨博 i5固定协作臂6~95kg±0.03mm精度更高·力控更强·工艺深度
凌云光 面阵相机(LBAS系列)工业相机待确认待确认Z705FS集成飞拍AOI·省去单独采购相机+光源
大帧 高精度迅猛龙 VRH93D视觉引导相机待确认待确认Z705FS集成3D视觉引导·省去单独采购引导系统
珞石 SR5固定协作臂4~65kg±0.02mm同品牌臂+整机系统集成·力控增强
对标结论:市场上固定协作臂(节卡/越疆/遨博/珞石)均只提供"裸臂",需客户自行集成夹具、视觉、工艺。Z705FS 的差异化在于——①珞石臂+整机系统自研集成(力控/视觉/工艺包);②力控≤0.1N(多数裸臂无六维力);③光模块工艺包内置;④数据采集子系统(增值服务)。这是"裸臂"向"完整固定工位解决方案"的跃迁。

三、场景论证(按实际要求反推指标)

Z705FS 固定单臂覆盖两大固定工位场景——场景1(FW Loading + EEPROM 写/读校验)场景7(AOI 光学检测)。性能指标从这两个场景的实际节拍与精度要求反推

3.1 场景1 FW Loading + EEPROM 写/读校验(固定工位)

工艺目标:对光模块成品执行固件下载与EEPROM写/读校验,产出经FW验证合格的光模块,合格率≥99%。

工序节拍精度反推指标
取料·扫码·翻转180°≤3s夹持力1~5N腕部旋转180°/s·视觉扫码
对位·插入(EVB插槽)≤2s视觉±0.1mm·力控≤0.1N重复定位≤±0.02mm·腕部六维力
EEPROM写/读校验50~90s(异步·不计入)PC自动下载·单臂可转向下一颗
拔出·AOI飞拍·分拣≤4s力控≤0.1N·分拣≥99.9%力控拉出·飞拍AOI·力控分拣

结论:FW场景要求力控≤0.1N + 视觉引导±0.1mm + 翻转180° + 核心节拍≤6s/颗,珞石SR5-C单臂+腕部六维力满足。

3.2 场景7 AOI 光学检测(固定检测台·机器人调度)

工艺目标:对光模块成品做6面全外观检测(金手指正反两面+上下左右四面),自动汇总报告并分拣良品/不良品。检测项:金手指划伤/脏污/氧化、壳体外观缺陷、标签印刷质量。

工序节拍精度反推指标
上料约1s/颗±0.1mm视觉引导定位
调度相机6面飞拍约2s微米级AOI飞拍模组集成
翻转+四面旋转约2s±0.1°翻转台+旋转台调度
报告汇总+分拣约1s分拣≥99.9%AI缺陷识别+力控放置

结论:AOI场景要求视觉引导+微米级检测+6面飞拍+力控分拣,Z705FS 集成飞拍AOI模组,机器人调度AOI相机/光源/旋转台为能力扩展,实现"检测+分拣"一体化。

场景反推总纲:两大固定工位场景统一要求「负载5kg · 臂展≥800mm · 重复定位≤±0.02mm · 力控≤0.1N · 视觉引导±0.1mm · 飞拍AOI微米级」,Z705FS 规格表即按此推导。

四、产品定位与规格

4.1 产品定位

Z705FS 是7系精密操作平台的固定式单臂入门款,也是整机系统自研验证平台。核心价值:机械臂沿用珞石SR5-C成熟执行部件,整机系统(力控插拔、视觉引导、快换末端、工艺包)自研,为7系全产品线(尤其Z705MD移动双臂)打下系统底座。

4.2 核心规格总表

类别参数规格来源依据
本体底盘形态固定式(F)·四角支脚落地锁死无移动振动·精度最优
臂数量单臂(S)·1×珞石SR5-C协作臂入门款定位
重复定位精度≤±0.02mm场景1对位·场景7微米级
整机自重≤60kg(含固定基座)固定式无需移动
协作臂型号珞石 SR5-C(沿用)6轴协作臂·成熟执行部件
额定负载5 kg光模块+料盘+末端总重
臂展800 mm固定工位全流程覆盖
末端速度峰值≥1.5m/s·加速度≥10m/s²场景1节拍要求
重复定位≤±0.02mm珞石臂固有精度
力控力控精度≤0.1 N金手指零划痕·场景1
力传感器腕部六维力传感器(成熟件)加装于珞石臂腕部
末端类型伺服夹爪/真空吸盘/三指灵巧手标准化快换
快换换型≤30s机械+电气+气动一体化
几何基元8类几何识别+6D位姿+抓取规划覆盖光模块全工件
视觉相机800万像素工业相机场景7微米级检测
引导精度±0.1mm场景1对位·场景7上料定位

五、模块化架构(可迭代设计)

7系采用共享模块 + 差异模块的模块化架构。共享模块一次研发、全系复用,差异模块按型号选配,实现"一套平台、多型号派生"。

5.1 共享模块(7系通用,一次投入全系复用)

模块内容复用型号
珞石SR5-C协作臂6轴·5kg·±0.02mm·成熟执行部件Z705FS / Z705MD / 未来7系
末端执行器伺服夹爪/真空吸盘/灵巧手+快换法兰全系共用
腕部六维力传感器应变片式·加装于臂腕部全系共用
力控算法力位混合控制·柔顺插拔全系共用(纯软件)
视觉系统800万像素+光源+标定全系共用
软件栈动作模型+引导模型+状态机+200技能库全系共用
数据采集模块AOI图像+轨迹+力觉采集全系共用(增值服务)

5.2 差异模块(本型号独有)

模块内容说明
固定基座钢制基座+四角支脚+减震垫对比Z705MD的移动基座
单臂安装法兰1×臂法兰(预留第二臂位)可升级Z705FD固定双臂
模块化价值:①共享模块研发投入摊薄至全系,单型号研发成本降低;②差异模块极小,型号间切换快;③可迭代——固定单臂可升级固定双臂,末端可换型,臂可复用至移动款。④供应链标准化,采购量集中议价。

六、核心技术(系统自研)

技术来源说明成熟度
珞石SR5-C协作臂沿用成熟件6轴·5kg·±0.02mm·成熟执行部件成熟
末端执行器快换自研伺服夹爪/真空吸盘/灵巧手·快换法兰·换型≤30s可复用
腕部六维力控自研算法+成熟传感器力位混合控制·柔顺插拔·金手指零划痕≤0.1N可复用
视觉引导算法自研8类几何基元识别+6D位姿估计·替代Halcon可复用
光模块工艺包自研200技能库+2场景工艺包可复用
系统集成风险提示:腕部六维力控(≤0.1N)与视觉引导精度是本次立项的核心技术风险点,需在P1阶段完成力控标定与视觉引导验证。通过分阶段里程碑(力传感器标定 → 力位混合控制闭环 → 视觉引导精度)提前暴露并迭代优化,确保项目节点不受影响。

七、整机BOM成本(实测物料清单)

说明:以下为实测采购物料清单,数值为精确采购价(元),非区间估计。数据来源:自研人形机器人 Z100L 物料清单(固定单臂配置)。

物料名称类型用量规格供应商单价(元)总价(元)
机械臂组件1Marvin M6 CCS天机智能6000060000
六维力传感器电气件1坤为kwr坤为36003600
末端机械手/夹爪组件1千觉 极光Lite智能触觉夹爪千觉1300013000
头部RGBD相机电气件1RealSense415RealSense24002400
腕部RGBD相机电气件1RealSense405RealSense22502250
头部电机模组结构件2PH-08意优26805360
固定基座结构件1钢制基座+四角支脚+减震垫50005000
域控制器电气件1P3000(Jetson AGX Orin·275T Int8)道氪云2250022500
结构件结构件1机身结构件2300023000
外壳结构件1机身外壳2200022000
小脑电路板电气件1STM32H743VIT6开发板188188
USB拓展坞电气件1西普莱7口USB3.0152152
本体稳压电源电气件1SD-1000L-24(24V40A)明纬11201120
智能音箱电气件1轮趣M260C轮趣科技789789
背部Pad电气件1背部显示屏24002400
整机BOM总计(不含选配)163759元(≈16.38万)

选配·数采套件(动捕遥操作):动捕追踪器 1049×4=4196元 · 动捕定位器 4048×3=12144元 · VR头显 4000元 · 合计 20340元

八、增值服务(数据源)

Z705FS 内置数据采集子系统,作业即产出训练数据,形成"设备+数据+算力"持续性收入。

服务项定价计费说明
数据采集授权3~5万/台一次性(随主机)AOI图像+轨迹+力觉采集SDK
AOI训练平台订阅3~8万/年年度订阅缺陷标注+增量训练+模型版本管理
算力租赁0.5~2万/月按GPU小时4090/A800云端训练集群
端到端模型定制5~15万/模型按项目AOI/VLA/力控模型定制+部署

8.1 VLM 视觉语言大模型 · 工业潜在空间数据服务

数据服务新增专项:Z系列 提供 VLM(视觉语言大模型)专用场景,将产线采集的工业图像与工艺语义,通过视觉语言大模型生成工业垂直领域的潜在空间数据——作为标准化、脱敏的数据资产,单独提供给世界模型第三方公司,用于训练工业具身世界模型。

视觉语言大模型(VLM)已成为工业异常检测最具前景的方向,能够实现语义推理与跨域泛化。Z系列 基于 CLIP 等大规模预训练 VLM,构建零样本/少样本异常检测专用场景,将工业图像与文本提示映射到视觉-语言共享潜在空间,捕获可泛化的正常/异常表示。

核心特征:

特征说明
VLM 专用场景模型基于 CLIP 等大规模预训练视觉语言大模型,支持零样本(ZSAD)/少样本(FSAD)异常检测(WinCLIP/AnomalyCLIP/AdaCLIP/VCP-CLIP/AdaptCLIP 等范式)
工业潜在空间生成将 AOI 端面/焊点/金线/外观缺陷等工业图像,映射为潜在空间向量,生成视觉-语言对齐的工业语义表征
零样本/少样本泛化跨类别、跨行业检测,无需逐类标注,大幅降低数据门槛与标注成本
变化检测范式MetaUAS 纯视觉单样本异常检测,消除对特定异常数据集预训练的依赖
大规模验证Real-IAD Variety 数据集覆盖 160 类别,实现零样本/少样本方法的大规模评估,验证多行业可扩展性与鲁棒性

VLM 数据服务流程(四阶段数据处理):

阶段内容说明
(a) 材料准备组装多样化材料160 类别 · 28 工业领域 · 24 材料组成
(b) 采集设备设计数据采集装置设计1×顶部相机(俯视)+ 4×周边相机(侧面视角)
(c) 数据采集与标注像素级人工标注 + 算法交叉验证 + 迭代优化迭代至模型 AP 分数变化低于预定阈值(Real-IAD 方法论)
(d) 缺陷分类缺陷类型 + 特征视觉表现缺陷区域红色勾勒·放大可见

服务对象与商业模式:

服务对象交付内容商业模式
世界模型第三方公司工业垂直领域潜在空间数据(脱敏·标准化·含正常/异常语义标签)潜在空间数据授权/年度订阅
工业质检/视觉方案商VLM 零样本/少样本异常检测模型模型订阅 + 按场景定制
具身智能/多模态公司视觉-语言对齐的工业语义表征数据 API + 按量计费
价值定位:把"一次性卖设备"升级为"持续产出工业潜在空间数据资产"——机器人在产线作业越多,采集的工业图像越全,VLM 潜在空间表征越准,最终形成可直接供给世界模型公司的工业语义数据飞轮。数据"可用不可见"(原始图像脱敏)、模型"可用不可取"(仅交付潜在空间/推理接口)。

九、售价与投资回报

9.1 整机售价

配置BOM售价毛利率两班回收期
标准款(珞石单臂+力控+视觉)10~13万25~32万58%1.0~1.3年
AOI款(+AOI飞拍模组)13~15万32~38万58%1.0~1.3年
全配款(+数据采集)14~17万35~42万58%0.9~1.2年

9.2 投资回报论证

单工位经济账:Z705FS 替代1名固定工位操作员(两班制,年人力成本24-45万)。整机售价25-42万,回收期0.9-1.3年

对标设备经济账:若客户自行采购"协作臂(5万)+AOI检测台(20万)+视觉系统(3万)"组合,投入约28万且需自行集成,Z705FS一体化交付35-42万,省去集成成本,且带光模块工艺包+数据采集。

增值服务:单客户年增值收入10-30万,3年期LTV可达40-90万,将"一次性卖设备"升级为"持续性收入"。

十、开发计划与里程碑

阶段时间内容交付物
P1 系统集成设计T0+8周珞石臂选型确认·腕部六维力标定·末端快换设计·视觉引导方案珞石臂+力传感器+末端样机
P2 样机集成T0+16周珞石臂+末端+力控+视觉+固定基座硬件集成Z705FS工程样机
P3 软件部署T0+20周动作模型+引导模型+力控算法+200技能库+2场景工艺包软件Release v1.0
P4 场景验证T0+24周成都储翰现场·场景1/7试跑·力控≤0.1N验收2场景验收报告
P5 批量复制T0+32周首批3-5台量产·售后体系量产交付+运维手册

十一、风险评估与对策

风险等级影响对策
力控≤0.1N难实现金手指划痕六维力传感器标定·力位混合控制迭代·温度补偿·柔顺插拔闭环
六维力传感器漂移/标定力控精度下降定期标定·温度补偿·应变片冗余·多源供应(宇立/坤维/ATI)
视觉引导精度不足对位偏差8类几何基元识别迭代·手眼标定·光照补偿
系统集成成本超预期毛利率下降模块化设计·复用7系通用件·规模采购
固定基座振动干扰精度波动减震垫+刚性基座+地面找平

十二、立项结论

Z705FS 立项价值:①机械臂沿用珞石SR5-C成熟执行部件,硬件风险低、成本可控,整机系统(力控/视觉/工艺包/数据采集)自研;②覆盖固定工位两大场景(上下料/老化箱/AOI),回收期0.9-1.3年;③作为7系系统自研验证平台,为Z705MD移动双臂提供系统底座;④通过数据采集增值服务,建立"设备+数据+算力"持续收入模型。

建议:批准立项,P1阶段(力控标定+视觉引导验证)为关键路径,需配置专项攻关资源,按里程碑逐项验收。

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