如今，機器人能干的不再只是“傻大粗”的工作，機器人變得越來越有“感知力”，工作越來越精細。

冶煉金屬、冶煉礦石，在這樣的危險行業(yè)中，工人稍有不慎就會被幾百度高熱的爐水燙傷甚至危及生命?，F(xiàn)在，這些工作由機器人完成。而像碼垛、搬運等枯燥的工作，機器人可以做得十分精細。

如今，機器人能干的不再只是“傻大粗”的工作，機器人變得越來越有“感知力”，工作越來越精細。在機器人發(fā)展的幾十年中，哈爾濱的企業(yè)一直走在前列，始終優(yōu)勢獨具，形成了一定的產業(yè)優(yōu)勢。

超級機器人工廠是如何搭建的

今年5月11日，滿載50個集裝箱的哈俄班列“哈爾濱-比克良”包裝機械專列從哈爾濱國際集裝箱中心站發(fā)出，這列貨值750萬美元的工業(yè)機器人成套設備生產線來自哈爾濱博實自動化股份有限公司。經過十幾天的長途運輸，這些機器人抵達俄羅斯一家正在興建的石化企業(yè)。

這家工廠采用了博實提供的一整套工業(yè)機器人系統(tǒng)集成解決方案?！爱敃r，參與競標的公司包括來自瑞士、捷克等歐洲國家的世界一流水平的制造商，但他們大多只能提供單機設備，我們是唯一能提供一體化大系統(tǒng)成套解決方案的。”哈爾濱博實公司副總工程師譚建勛說。目前，博實公司已累計對俄出口價值數(shù)億人民幣的工業(yè)機器人成套設備。

眼下，這家俄羅斯石化企業(yè)即將投產。在寬敞明亮的車間，由博實生產安裝的橡膠后處理成套設備像一條巨龍一直延伸到車間盡頭。洗膠、脫水、擠壓、膨脹造粒、干燥、物料定量、壓塊、薄膜包裝、金屬檢測、重量復檢、批號打印、裝袋、封口、輸送、碼垛、垛盤輸送轉運等一系列作業(yè)均有機器自動完成，完全不需要人工。

俄羅斯的這家石化企業(yè)打造的“超級機器人工廠”整體造價約數(shù)千萬人民幣元?！斑@筆業(yè)務不是最大的，最大的訂單有上億元的，是國內的訂單?！弊T建勛介紹，“機器人產業(yè)鏈分為上游、中游和下游。上游生產核心零部件，被兩家日本企業(yè)占去大半市場;中游是機器人本體生產商，這一領域多半被國外四大家機器人生產企業(yè)壟斷。下游是系統(tǒng)集成商，針對特定機器人為終端客戶提供應用解決方案。因為只有機器人裸機是不能完成任何工作的,需要通過系統(tǒng)集成之后才能為終端客戶所用。機器人也得“因崗設機”，把標準機器人加工改造成能適應特定崗位的機器人。工業(yè)機器人系統(tǒng)集成是機器人商業(yè)化、大規(guī)模普及的關鍵。到2017年底，我國工業(yè)機器人系統(tǒng)集成商數(shù)量超過3000家。博實就是在這個領域做到了最好。

碼垛機器人是如何適應崗位的

早在1998年，揚州一家化纖企業(yè)里有一臺從德國進口的抓取機器人壞了，德國廠家也處理不了。當聽說1997年成立的哈爾濱博實公司創(chuàng)始人是哈工大機器人研究所的，工廠負責人便求助了譚建勛。

譚建勛在各處收集了一大摞西門子控制器的材料，研究透了再反復檢查機器，終于發(fā)現(xiàn)機械手的控制程序中有一處漏洞，在操作過程中會導致數(shù)據(jù)傳輸錯誤。譚修補了系統(tǒng)程序的漏洞，和其他工程師用了一周就解決了問題。廠家非常高興，當即與博實簽訂幾百萬的機器人生產線合同。

也是這個事情，讓譚建勛等工程師們意識到，給工業(yè)機器人做好“售后服務”，實際上是一個非常重要的工作。工業(yè)機器人系統(tǒng)集成其實就是圍繞機器人構建一個完整的工作站或生產線，來完成工廠生產中的一項或多項工藝過程。

以碼垛工業(yè)機器人為例，除了機器人本體之外，還需要設計配套夾具、托盤倉和托盤輸送機等部件?！懊總€企業(yè)生產的產品都不盡相同，生產工藝和廠房環(huán)境更是千差萬別，比如粉料、粒料、紙箱料、膠塊、塑料箱等物料不同，形狀、重量、大小也各不相同，這就需要系統(tǒng)集成工程師們根據(jù)各自企業(yè)生產需求設計特定的‘工具手’，來進行抓取、搬運等動作，因此夾具設計也不盡相同?！弊T建勛說，根據(jù)系統(tǒng)復雜程度不同，一個全新的集成系統(tǒng)需要幾個工程師或一組工程人員設計，從設計到生產至少需要三個月時間，復雜系統(tǒng)的設計周期有的會長達一年。

2005年，國內自行研發(fā)的碼垛機器人由博實公司首先生產出來，并申請了國家專利。

博實的機器人系統(tǒng)集成首先在石化化工行業(yè)創(chuàng)下了品牌，又逐漸擴展到食品、糧食、飼料、物流、冶煉等行業(yè)的機器人系統(tǒng)集成。由于國內集成商的響應更快，維修時效往往比國外快得多，這就給生產廠家贏得了最寶貴的時間成本，市場大門逐漸打開。因為深耕機器人集成市場，依靠創(chuàng)新和差異化策略而在激烈的市場競爭中站穩(wěn)了腳跟，而同一時期很多生產機器人的企業(yè)因為同質化競爭而被市場紛紛淘汰。

機器人是如何承擔危險工作的

讓機器人能夠像人一樣具有精確的感知能力是幾代研發(fā)工程技術人員的努力方向。如今，夢想正在一步步實現(xiàn)。

一般來說，工業(yè)機器人主要應用在作業(yè)危險、環(huán)境差、枯燥的行業(yè)領域，冶煉作業(yè)機器人裝備就是典型的工業(yè)機器人用武之地。業(yè)內人都知道，礦熱爐爐前工是一個很危險的工種，以往工人稍有不慎就會被幾百度高熱的爐水燙傷甚至危及生命。設計出安全穩(wěn)定的機器人設備來替代人，是人的福音。

研發(fā)的過程異常艱辛?！斑^去，礦熱爐冶煉機器人技術最先進的國家是日本，當時日本的機器人技術以液壓為主，但液壓技術在礦熱爐生產現(xiàn)場可能會出現(xiàn)漏油等危險狀況。因此我們沒有一味跟著他們走，而是另辟蹊徑，采用電伺服技術作為驅動動力，完全避免了之前技術存在的種種弊端?！弊T建勛說，技術改進后，機器人對外部工作環(huán)境的感知更加敏感，反應更加迅速。以出爐作業(yè)中關鍵的燒眼作業(yè)為例，用機器人操作探棒進行燒眼，因為是電伺服驅動的，碳棒燒眼過程中受的外力能立刻反饋給機器人控制器，排除了液壓驅動方式對力感知遲滯的弊端，避免了探棒在燒眼時容易折斷的情況，同時可以實現(xiàn)更深的燒眼深度。

在新疆中泰礦冶有限公司的礦熱爐生產車間，一臺由博實研發(fā)的出爐機器人系統(tǒng)正在作業(yè)中，機器人大臂在高速地前后左右運轉著。作業(yè)現(xiàn)場不需要工人看守，工作人員在控制室的可視化操作臺前對機器人進行操控。當發(fā)現(xiàn)爐口異常時，工作人員會對機器人做出調整。礦熱爐一個爐眼的燒眼、取釬、帶釬、修眼、堵眼等一系列爐前操動作也只需一臺機器人即可自行完成。

從2016年第一臺樣機出爐，到2019年第三代機器已經下線，礦熱爐冶煉機器人設計原理不斷改進。機器人化生產不僅節(jié)省勞動成本，提升工作環(huán)境，還促進了工作工藝的提高。效率的成倍提升?！安嵮邪l(fā)的電石出爐作業(yè)機器人系統(tǒng)投用后，單臺電石爐裝置預計可減少操作人員12人，年節(jié)約人工成本122萬元，由于生產效率的提高，電費將節(jié)省200萬元以上，再加上其他成本成本，一臺機器人每年將節(jié)省至少332萬元?！弊T建勛說。

如今，像新疆中泰一樣的眾多礦熱爐冶煉公司都在使用博實研發(fā)的工業(yè)機器人系統(tǒng)，在博實的推動下，國內電石冶煉企業(yè)在逐步實現(xiàn)機器人化生產，并且使礦熱爐冶煉達到國際最先進水平，2017年12月，基于其在冶煉工業(yè)機器人方面的開拓性的成績，博實得到了國家科技部1286萬元智能機器人專項重點項目支持，該筆資金將作為新一代礦熱爐機器人技術研發(fā)和示范推廣。

冰城機器人是如何展露優(yōu)勢的

去年，哈爾濱博實公司向海內外企業(yè)提供300臺套工業(yè)機器人設備，機器人及其它智能成套裝備業(yè)務營收實現(xiàn)8683萬元。與此同時，哈工大機器人集團在工業(yè)機器人方向持續(xù)發(fā)力。2019年8月，在世界機器人大會上，哈工大機器人集團(HRG)的T5輕型機械臂、機械臂全套、機器人控制器、自主協(xié)作臂、一體化關節(jié)、協(xié)作型柔性并聯(lián)機器人、機器人3D視覺無序抓取等創(chuàng)新產品，也讓世界見識了哈爾濱在工業(yè)機器人上的硬實力。

哈爾濱市工信委機器人處張志強科長說，除上述兩家，我市具有產業(yè)化能力的機器人企業(yè)還有騰邁、盛世、行健等20余戶企業(yè)。我國工業(yè)機器人的大部分核心部件為自主研發(fā)和生產，在同類產品中價格優(yōu)勢明顯，性價比較高。且供貨周期短，服務響應水平及時。整體來看，我國工業(yè)機器人核心零部件國產化的趨勢已經開始初步顯現(xiàn)，但技術和經驗積累還需要一定時間，大多數(shù)企業(yè)還處于小批量生產和推廣應用階段。因此，培育具有國際競爭力的龍頭企業(yè)，帶動中小企業(yè)向“專、精、特、新”方向發(fā)展，形成集群效應，增強產業(yè)競爭合力，是我們發(fā)展努力的方向。

據(jù)統(tǒng)計，2019年上半年全球機器人市場規(guī)模達到144億美元，而中國機器人市場規(guī)模已達42.5億美元，占全球近30%。2018年中國工業(yè)機器人的產量達到14.8萬臺套，占全球產量的比重超過了38%。

“在工業(yè)機器人行業(yè)，我們一直是領頭人，現(xiàn)在我們正在發(fā)揮行業(yè)帶頭作用，用技術來支持和鼓勵更多本地企業(yè)，以下游的系統(tǒng)集成作為切入點，不斷提升技術創(chuàng)新能力，逐步開展中上游的技術研發(fā)和產品開發(fā)，靠更多的原創(chuàng)技術和產品提高企業(yè)的競爭力。”譚建勛說。

哈爾濱機器人產業(yè)的地理位置不但不是劣勢，反而是東北亞版圖上的中心節(jié)點?！拔覀兎瞻霃礁?，北到俄羅斯腹地，南到海南三亞，西北到新疆，服務的行業(yè)領域也廣，行業(yè)遍布石化、化工、橡膠、食品、物流、冶煉等各個領域?！弊T建勛說。

就在今年，《哈爾濱機器人特色小鎮(zhèn)創(chuàng)建規(guī)劃》出爐，在這片規(guī)劃面積約1.7平方公里的小鎮(zhèn)上，將建設成全國領先的五大機器人配套產業(yè)集群之一、全國三大具有國際競爭力的機器人龍頭企業(yè)之一、全國智能化生產生活模式示范和全國總部經濟標桿示范區(qū)，預計產值實現(xiàn)500億元。