機器人在工程機械智能工廠中的應用能有多大？
2023-5-30 來源：- 作者：-
5月18日，中機中聯工程有限公司工業工程負責人、高級工程師方羽亮相工業機器人主題論壇，并圍繞“機器人在工程機械智能工廠中的應用”這一主題，展開主題演講。
演講實錄：
第一部分，工程機械的工藝。
工程機械工廠以挖掘機為例，它自建的產品主要是結構件，挖掘機就是上下車和動力抖桿，它的工藝主要就是下料、焊接、加工和涂裝，最后還有一個總裝，把它做成一個整機。傳統的車間就是人很多，行車很多，鋼板很多，不管走到哪一個車間都是這樣的。
現在因為國家推動智能制造，實際上在這十多年中，整個工程機械的制造水平已經發生了很大的變化。我們說的智能工廠，把它解釋為四個臺階，一是精益的工藝，它是工廠的靈魂，二是在精益工藝的基礎上做自動化產線，我們把它比作工廠的肌肉跟骨骼，三是信息化，我們把它比作信息化工廠的神經和大腦，四是智能制造，是自動化和信息化的高度融合。
整個智能工廠現在從下料到分揀，到焊接，到加工，到涂裝，到裝配調試，都是廣泛的采用了機器人，機器人的應用極大的提高了工程機械智能工廠的制造水平。
第二部分，機器人在工程機械智能工廠的應用現狀。
工程機械的下料基本上形成了無人化下料的格局，鋼板在工廠所有的流轉是全自動的，其中機器人的應用重點是在鋼板的分揀環節。以前都是人工，現在采用了機器人，還包括關節機器人和航架機械手，再加上切割的自動化，上料的自動化，整個形成了無人化的下料車間。下料車間里面除了分揀還有折彎，還有自動導坡口，目前在國內也在穩步的推進。
下面一個環節是焊接，焊接機器人的量是最大的，在工程機械的行業應用當中。焊接完成以后就是精加工，在工程機械工廠占的比例比較少，加工的工序也不多。因為工程機械的零件比較大比較重，在這個環節相對來說機器人的應用少一點，有些機器人的應用是去毛刺或者小件的搬運。
涂裝大家比較清楚，就是噴涂機器人的應用，這里就不詳細介紹了，它就可能是噴水性漆或者是噴粉。裝配環節的應用，比如輪胎自動裝配，螺栓的自動擰緊。物流行業的應用更多，比如移動機器人，物流環節的機器人比較容易實現，在比較現代的工程機械制造工廠，物流自動化貫穿整個生產環節。
品牌的問題，現在在國內的工程機械智能工廠還是以進口的品牌為主。國產應用方面，在專業的細分市場，國產機器人逐步發力，比如新松焊接機器人，埃斯頓折彎機器人等。
第三部分，工程機械行業機器人應用面臨的背景與挑戰。
機器人在工程機械要擴大應用最大的問題就是工程機械統一歸納起來是一致性的問題，它和汽車、3C、光伏這一類的產品不一樣，它的型號變化很多，批量不大，就決定了它的一致性不像大批量的產品一樣。
制造精度和制造成本，工程機械的制造有一定的精度要求，但是它的精度達不到像發動機的制造精度，因為我們還要兼顧制造成本。它的產品在精度上沒有這么高，機器人怎么應對，這也是一致性的問題。
工程機械的制造過程是結構件的加工，它的鋼板切割以后會有變形，焊接過程中因為熱輸入的影響會有變形。因為這么大，這么重，這么厚的工件，它的組隊，精度的控制都會有一定的難度，在制造過程中也會有變形。我們怎么解決它的一致性，機器人怎么應對，如果我們有更好的方法就可以更大量的應用在工程機械行業里面。
剛才介紹了目前應用的情況，實際上在工程機械的全制造流程里面還有很多的環節破壞的需要機器人方面的技術進一步提升，能夠更廣泛的應用在工程機械制造領域。比如說下料的自動分揀，比如說激光切割以后縫隙很小的問題，極小件的分揀怎么適應，因為工程機械零件切割以后是成千上萬種，它的自動分揀配盤，因為涂裝線都是多品種混線，怎樣適應多品種混線的要求，以及涂裝的打磨，焊縫的打磨，尺寸的檢測，以及自動裝配和自動檢驗。我們的客戶在這方面有迫切的需求，特別是行業龍頭企業，還有些細分市場的冠軍企業，這方面有非常迫切的需求。
比如說裝配的工作，如果說采用一個普通位置的控制，因為工程機械零件制造過程中有變形，如果按位置控制，可能裝配的時候發生碰撞，導致機器人的應用失敗。如果有了力控技術，它可以路徑自適應，工件姿態自動調整，機器人就可以完成自動化的裝配。
涂裝方法，前面幾個零件是這個形狀，后面幾個零件是那樣一種形狀，要實現機器人自動噴涂，怎么準確的識別零件的形狀，自動調整噴涂姿態，在時間效率上，油漆成本的控制上達到最佳的平衡，這個也是對機器人提出的一個要求。機器人在工程機械行業的應用還有很多值得我們共同去探討，共同去提升的環節。總結下來，我認為機器人在工程機械的應用對機器人提出了更高的要求，比如在汽車、3C、光伏方面的要求更高，它要求機器人更智能，更智能就是有利于視覺技術、傳感器技術的發展，以及算法的提升。
工程機械制造的特點是零件的精度不高，一致性差，工件重量大，但因為它是生產制造，所以工廠對機器人的速度、穩定性、智能性的要求非常高。從硬件的角度而言，進口和國產機器人的差距不大。在核心算法上的差距導致國產機器人存在一些不足，目前工程機械行業是普遍采用進口的機器人。
第四部分，機器人在智能工廠的價值體現。
工程機械的制造水平，從最原始的手段走到今天，機器人起了非常重大的作用。三一的挖掘機工廠采用了300多臺機器人，從2010年建廠以后用到現在，有的工廠用上了機器人以后，用著用著機器人就沒有了，又變成人去操作了。管理與各方面細節的提升產生的影響力也是非常大的，比如說臨港工廠并不是有錢買了兩百臺機器人，而是它已經用到了現在，這是一個典型的機器人價值體現。
我們做智能制造評燈塔工廠，最終還是為了提升企業的競爭力。中機中聯在工程機械與其他制造領域，在智能制造方面深耕，也承接了國內很多行業智能工廠規劃設計的工作，我們致力于為制造業提供行業引領的智能制造解決方案，把先進技術應用到企業里面。
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