視覺(jué)識(shí)別及跟蹤技術(shù)是核心

與汽車(chē)制造不同的是，重大型裝備制造過(guò)程中具有“少批量、多批次、產(chǎn)品一致性差”的特點(diǎn)，傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的工裝卡具固定加工，以及示教再現(xiàn)的工作方式在這一行業(yè)都無(wú)法適用，以因此對(duì)工業(yè)機(jī)器人的智能化提出了更高的要求。

行健機(jī)器人使用自主研發(fā)的視覺(jué)識(shí)別及跟蹤技術(shù)，結(jié)合工藝庫(kù)，讓焊接與切割機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了智能化操作?！啊绘I操作’完成焊接、切割工作。”行健機(jī)器人董事長(zhǎng)王宗義解釋了行健機(jī)器人是如何實(shí)現(xiàn)智能化操作。

王宗義

行健機(jī)器人董事長(zhǎng)對(duì)話

以行健研發(fā)的管子/管板視覺(jué)定位全自動(dòng)焊接機(jī)器人為例，該設(shè)備專(zhuān)為管子/管板焊接設(shè)計(jì)，采用了先進(jìn)的視覺(jué)定位、激光視覺(jué)跟蹤，及智能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人工操作的真正全自動(dòng)管板焊接。利用激光視覺(jué)系統(tǒng)自動(dòng)提取焊接位置的三維信息，解決了實(shí)際生產(chǎn)中遇到的管子外形和壁厚不標(biāo)準(zhǔn)、焊槍與工件定位誤差影響焊接位置精度的問(wèn)題。

行健還開(kāi)發(fā)了具備視覺(jué)跟蹤的磁力爬行自動(dòng)焊接機(jī)器人、磁力爬行自動(dòng)切割機(jī)器人。磁力爬行切割機(jī)器人采用輪式磁力爬行方式、并帶有轉(zhuǎn)彎功能,可無(wú)線遙控,能夠完成在鋼板上弧線行走，自動(dòng)跟蹤坡口劃線位置，雙槍切割直接切出雙面坡口。受益于視覺(jué)跟蹤技術(shù)，能夠跟蹤切割軌跡，可以智能識(shí)別激光器劃痕、劃針劃線、筆劃線，并給出高度和橫向偏移，可應(yīng)用于核電、石油化工、壓力容器、造船等行業(yè)的自動(dòng)切割。機(jī)器視覺(jué)是增長(zhǎng)較為迅速的領(lǐng)域之一，而行健機(jī)器人的視覺(jué)識(shí)別技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但王宗義表示，行健機(jī)器人并不轉(zhuǎn)向通用的視覺(jué)研究，仍然會(huì)專(zhuān)注切割焊接行業(yè)，把需要視覺(jué)應(yīng)用的場(chǎng)景做深做透。

切割焊接無(wú)人化潛力巨大

王宗義認(rèn)為，焊接與切割工藝的少人化、無(wú)人化潛力巨大，焊接與切割機(jī)器人市場(chǎng)需求越來(lái)越突出。以某造船廠為例，2萬(wàn)員工中，近三分之一是焊工，而焊工工資要普遍高于其他崗位。由于大型裝備制造行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)過(guò)于激烈，產(chǎn)能過(guò)剩，企業(yè)利潤(rùn)在不斷壓縮，且人工成本在不斷增加，亟需找到降本增效的良藥。

但要說(shuō)企業(yè)當(dāng)前面臨的最大問(wèn)題，仍然是焊工招工難。焊接與切割是機(jī)械行業(yè)中最具危險(xiǎn)性的操作工種之一，時(shí)刻要面臨電焊煙塵、熔渣飛濺，以及近40度高溫的工作環(huán)境，越來(lái)越少的年輕人愿意從事這一行業(yè)。

機(jī)器人的出現(xiàn)解決了這些問(wèn)題。今年7月，中國(guó)船舶集團(tuán)旗下企業(yè)江南造船的首個(gè)機(jī)器人智能化生產(chǎn)線吊馬智能工作站正式啟動(dòng)運(yùn)行。整個(gè)吊馬智能工作站分為裝配、搬運(yùn)、焊接三大系統(tǒng)，除了裝配工序外，搬運(yùn)、焊接、打磨以及下料等工序全部由機(jī)器人完成。它的投入使用，大大減少了人工需求，將原來(lái)的27人團(tuán)隊(duì)壓縮至5人。吊馬智能工作站的整套設(shè)備，均由蕪湖行健智能機(jī)器人有限公司承接研發(fā)、生產(chǎn)與制造。這是目前行業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的船用吊馬生產(chǎn)線。

視覺(jué)識(shí)別船舶小組立智能焊接機(jī)器人系統(tǒng)

與人工相比，切割與焊接機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)也尤為明顯。切割與焊接機(jī)器人能提高鋼板尤其是大量異形件、厚板件的坡口加工效率和表面質(zhì)量。以型鋼切割為例，國(guó)內(nèi)船廠除板條切割普遍采用數(shù)控火焰切割，其余型鋼大多仍采用手工切割，輔以各種便攜式半自動(dòng)切割機(jī)，切割質(zhì)量和效率都難以得到保證。而視覺(jué)識(shí)別船舶小組立智能焊接機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)話由于機(jī)器人切割表面的質(zhì)量較好，已經(jīng)逐漸取代一些外觀件的銑削加工，降低了生產(chǎn)成本。

一步一腳印歷階而上

行健機(jī)器人的發(fā)展脈絡(luò)清晰且有跡可循，沒(méi)有站上“風(fēng)口”，沒(méi)有一蹴而就。產(chǎn)品從核心工藝設(shè)備，到行業(yè)機(jī)器人，再到現(xiàn)如今的通用型焊接切割機(jī)器人，行健機(jī)器人一步一個(gè)腳印，不斷開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品。

坡口切割機(jī)器人

王宗義說(shuō)：“工業(yè)機(jī)器人企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力在于機(jī)器人感知技術(shù)、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃技術(shù)，以及豐富的運(yùn)動(dòng)控制庫(kù)和工藝庫(kù)。為此，公司一直在長(zhǎng)期積累，在把握大方向的前提下，從項(xiàng)目中積攢技術(shù)、積攢客戶經(jīng)驗(yàn)、積攢行業(yè)口碑?！?/p>

初期，人口紅利還未消退，機(jī)器代人的觀念并不盛行，行健機(jī)器人主要為客戶解決“人沒(méi)法做”或“做不好”的焊接和切割問(wèn)題，為客戶開(kāi)發(fā)核心工藝的專(zhuān)用設(shè)備。直到2015年之后，才開(kāi)始研發(fā)針對(duì)某一行業(yè)可復(fù)制產(chǎn)品。今年以來(lái)，行健機(jī)器人已經(jīng)推出適用于多行業(yè)的通用型產(chǎn)品，如零件坡口切割機(jī)器人、組立件焊接機(jī)器人等，適用于礦山、工程機(jī)械、海洋工程、船舶制造、建筑鋼結(jié)構(gòu)、化工壓力容器、食品制藥設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域。

到目前為止，行健機(jī)器人圍繞吊耳重磅板、馬鞍形坡口、曲面板、管子/管板、螺旋板式換熱器、管子相貫線等方面開(kāi)發(fā)了一系列焊接切割機(jī)器人，產(chǎn)品專(zhuān)而全。

早期市場(chǎng)也經(jīng)歷過(guò)混亂時(shí)期，部分企業(yè)作出不切實(shí)際的承諾，導(dǎo)致客戶期望太高，最后產(chǎn)品卻達(dá)不到要求，嚴(yán)重挫傷了行業(yè)信心。但隨著智能制造的步伐正在加快推進(jìn)，工業(yè)機(jī)器人也迎來(lái)發(fā)展的春天。王宗義也感受到了市場(chǎng)反饋的積極信號(hào)。他表示：“現(xiàn)在是時(shí)候了。一些龍頭企業(yè)正在改變觀念，自動(dòng)化改造的意愿更加明顯，并且有所動(dòng)作，主動(dòng)拿出資金尋求合作?！?/p>

今年上半年的疫情給工業(yè)機(jī)器人行業(yè)帶來(lái)不小的沖擊，但王宗義還是保持非常樂(lè)觀的態(tài)度。他表示，疫情有力地促進(jìn)了行健機(jī)器人向前發(fā)展。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，行健機(jī)器人的銷(xiāo)售額將實(shí)現(xiàn)每年翻倍。