广东
“长臂善舞”的粤产工业机器人
来源: 南方日报    时间: 2017-04-20 11:53

  五年前,机器人生产线、无人工厂、黑灯工厂还只是尝鲜者的试验田和广东传统制造业企业的升级梦。今天,机器人应用、智能制造已在南粤大地遍地开花。

  五年间,广东印发《广东省智能制造发展规划(2015—2025)》,由“制造”向“智造”转型,打造具有国际竞争力的智能制造产业集聚区。

  去年,广州数控设备有限公司、巨轮智能装备股份有限公司等15家年产值超亿元的我省首批机器人骨干生产企业闪亮登场。

  当前,我省大小工厂里高效而不知疲倦工作着的机器人总量超过6万台。全省先进制造业增加值、高技术制造业增加值占规模以上工业比重分别提高到49.3%、27.6%。

  五年来,广东制造到底在发生怎样的变迁?代表先进技术的机器人是最直接的观察“窗口”。南方日报记者18日分三路走进揭阳、广州、佛山的先进工厂,探秘粤产机器人出生记,一睹机器人生产线风采,直播广东制造业转型升级的显著成效。

  10:00

  巨轮智能装备产业园

  伴着“男儿当自强”,机器人舞动起来

  伴随着“男儿当自强”的音乐,两只“萌萌哒”的“狮子”欢快地舞动起来,炯炯有神的大眼睛调皮地眨巴着,大嘴巴一张一合,调皮地吐着舌头,身子随着音乐前屈后仰、左扭右转,十分灵活。表演快结束时,它们频频鞠躬、点头致谢,一系列动作完成得行云流水。要不是看到导轨在滑动,你可能想象不到这居然是机器人舞狮。

  为什么要开发一款舞狮机器人?其中遇到了哪些技术难题?巨轮智能装备股份有限公司机器人工程部经理罗浩彬告诉记者,“开发这款舞狮机器人,可以让顾客比较形象直观地看到巨轮机器人的灵活性和操控性,而中国传统文化舞狮的运动与机器人比较贴合。巨轮的机器人舞狮实现了艺术和技术的完美结合。”

  罗浩彬进一步解释,如果单单让机器人动起来,是比较简单的,但这两台机器人的所有动作是和音乐配合起来的,会随着音乐的节奏来进行舞动,因此需要软件、机器人控制器、硬件三者很好的结合。音乐与动作如何配合,不止是技术问题,还有艺术性的问题,是一个技术与艺术的结合难点;同时,用一个控制器控制两台机器总共14根轴,做这个模型也是一个技术难点。

  罗浩彬说,舞狮机器人全部应用了巨轮自主研发的减速器和单元控制系统等核心零部件,稳定性和声光电配合等都表现出了较高水平。据介绍,巨轮从2009年就开始从事机器人开发。

  10:25

  巨轮机器人车间

  自主研发核心部件,打破日本技术垄断

  在巨轮的机器人车间,两台Delta机器人正在快速精准地做着协同动作,几乎没有出现丝毫的差错。一般来说,两台Delta机器人需要两个控制器,但两个控制器的稳定性不好,通信延迟等原因会让它们相互碰撞。巨轮控制器优势突出,因为两台Delta机器人只需一台控制器。

  “机器人有3个核心零部件,控制器、减速器和电机。我们和以色列公司合作开发的机器人控制器,一个控制器可以控制64根轴,也就是说一个控制器能控制10台6轴的机器人,这是国内最领先的控制器,国内其他控制器一般只能控制2台,即使放眼国际也是最领先的。”罗浩彬说。

  此外,减速器是机器人核心零部件中的核心,巨轮开发的RV减速器的整个工艺已经获得了国家发明专利。稳定性和精确度,是衡量机器人好不好的主要标准,而精确度、稳定性和耐用性够不够,通过减速器就可以看出来。

  “机器人的核心竞争力就体现在减速器上,我们通过减速器的发展来增强机器人的竞争力。在国际上,减速器曾一直被日本企业垄断,占据全球75%的市场份额。巨轮自主研发的减速器打破了日本垄断。”罗浩彬说。

  目前,在机器人核心零部件控制器、减速器方面,巨轮实现了自主研发,在技术上达到国内领先水平。巨轮研发生产的机器人负载从5公斤到300公斤均可,这些机器人可应用在喷涂、焊接、打磨、机床上下料等产业链上下游。

  10:45

  广州数控产品展示中心

  这款机器人“低头”“摆臂”很灵活

  一款工业机器人竟然可以同时完成工件搬运、焊接、涂胶、打磨和喷涂作业!

  在广州数控产品展示中心,记者看到一款赤金龙RB10多用途机器人,时而“低头”、时而“摆臂”、时而旋转“机身”,正在灵活地运转,模拟工作状态。

  广州数控设备有限公司机器人制造部部长李建军介绍,这是广州数控新一代的多用途机器人,可以有效负载10公斤,重复定位精度仅为±0.05mm,目前广泛应用于机械制造、汽车制造、五金、工艺品制造等多个行业领域。这款工业机器人采用了广州数控自主研发的机器人专用高速电机,机器人1、2、3轴的运动速度达到国外同类产品的水平。

  李建军介绍,2006年,凭借在数控领域的技术积累,广州数控进军当时还未火热的工业机器人行业,接连攻克控制器、伺服驱动、伺服电机和减速器等工业机器人核心零部件,实现全自主研发。10余年来,广州数控一直坚持全自主研发路线,至今仍是国内少数掌握全套工业机器人本体制造技术的企业之一。广州数控目前拥有工程技术研发人员800多人、年投入科研经费占销售收入8%以上,年新产品收入占总销售的75%以上。

  广州数控与沈阳新松、安徽埃夫特和上海新时达,被业界称为国产工业机器人“四小家族”。李建军介绍,特别是2013年以来,广州数控工业机器人发展迅速,其市场份额保持每年50%—80%的增速。但国内工业机器人市场,国际机器人“四大家族”市场占有量约70%。“广州数控的奋斗目标是,国内市场上,国产工业机器人能够完全代替进口机器人。”李建军说。

  11:00

  广州数控机器人组装车间

  高精度机械臂运动误差肉眼难识别

  从简单的原材料加工成工业机器人的零部件,再到专业技术工人完成组装,在广州数控工业机器人零部件车间与组装车间,记者见识了工业机器人的诞生过程。在组装车间,一名操作工人正在对工业机器人的电机部分进行组装。李建军介绍,工业机器人组装对精度等要求很高,自然需要技术水平高的专业技术工人。正是基于各个生产环节的严谨与高要求,广州数控才能实现快速发展。

  李建军介绍,2013年,广州数控接到一些焊接机器人订单时还比较犹豫,因为焊接等技术对轨迹精度要求很高,当时公司的技术水平还达不到。经过技术攻坚,不断提升加工装备、关键部件的精度以及操作系统,目前广州数控机器人轨迹精度达到了0.05mm,大部分机器人轨迹精度可以达到0.02mm,用肉眼基本看不出区别。广州数控的机器人产品完全满足了客户的要求。

  “根据客户需求,广州数控一直在不断进行技术研发、升级。”李建军介绍,比如钢铁冶炼企业高温、粉尘多等工作环境不适宜人工作业,工业机器人大有用武之地,广州数控正在研发针对这类工作环境的防护等级高的工业机器人产品。李建军认为,广东制造业转型升级与工业机器人制造的发展相互促进,制造业企业转型升级提供的巨大市场需要也促进广州数控不断成长。

  11:10

  万和面壳冲压生产线

  机械臂“画”出“高颜值”热水器

  广东万和新电气股份有限公司已连续13年稳坐国内燃气热水器零售量的第一把交椅。2016年,国内厨卫市场每卖出5台燃气热水器,就有1台产自万和的顺德总部生产基地。

  走进万和的生产车间,一条条生产线“火力全开”,每天有许多不同规格型号的燃气热水器在这里完成生产、组装。钣金件是不可或缺的零部件,它犹如热水器的脸面和皮肤,体现着热水器的“颜值”担当。如今,这些养眼的热水器底板、面壳都是由一台台机械臂制造而成。

  在面壳冲压生产线,6台单臂机械臂正在不停运转,经过切边冲孔、折边压形、折四边、折弯成型等工序,一块块普通的金属面板就变成了热水器的面壳。整个过程仅需一名工人在生产线末端进行产品检测。

  万和钣金车间主任谢良松介绍,2015年7月万和投入268万元,引进了高端机械臂进行面壳冲压作业后,该条生产线的工人由5人减少为1人,最大产量从1800件增加到3500件,一年下来节省人力成本30万元。

  11:25

  万和底壳自动化生产线

  生产旺季10台机器人全天不休息

  在面壳冲压生产线的对面,是国内热水器行业首条集原材料到冲床、焊接、物流于一体的底壳自动化生产线。这里有10台6轴进口机器人正在有条不紊地分工协作,有的负责冲压,有的负责焊接,有的负责将成品放到输送带,一天下来能生产6000件热水器底壳。

  对比机械手,6轴机器人外形更加轻巧灵活。谢良松介绍,底壳生产线的摆臂机器人只有5轴,只能直线运动,6轴机器人相当于人手多了一个活动关节,可以实现曲线运动,而且精确度更高。

  “这10台机器人在今年2月投入使用后,一个月来效率已经提升50%,经过调试改造,下个月有望实现8000件的日产量。”谢良松说,焊接、冲压等生产环节劳动强度高,近年来招工越来越难,在对生产线进行成套自动化技术改造后,对比之前减少了8个工人,每年节省人工48万元。

  今年开春以来,万和订单激增,提前迎来了业务旺季。在万和总部的门口,每天都有一批批产品运往北方市场,一群来自北京、河北的经销商不远万里赶过来等待出货。“上个月完成27万台的订单,这个月又接了32万台的订单,如果没有生产线的自动化改造,我们就做不过来这些订单了。”谢良松表示,接下来10台工业机器人将实现24小时火力全开,以应对旺盛的市场需求。

  数说广东智能制造

  成效(2016年)

  ◎大力发展智能制造,培育年产值超亿元的机器人骨干企业15家

  ◎新增应用机器人2.2万台、总量超过6万台

  ◎先进制造业增加值、高技术制造业增加值占规模以上工业比重分别提高到49.3%、27.6%

  ◎珠江西岸先进装备制造产业带新引进投资亿元以上项目219个、总投资1876.2亿元,装备制造业增加值增长12%

  目标

  (到2017年底)

  ◎机器人及相关配套产业产值达600亿元。超亿元的机器人制造及集成企业20家左右,建成2个国内先进的机器人制造产业基地

  ◎计划累计新增机器人5万台,制造业万名员工机器人数量达50台,进入国内领先行列,开展机器人应用的企业平均劳动成本下降30%,全员劳动生产率提高10%,质量效益提高10%

  对话

  广州数控机器人制造部部长李建军:让“国货”机器人更受认可

  依托20多年工业控制技术研发和制造经验,广州数控生产了具有完全自主知识产权的工业机器人。目前,广州数控工业机器人已经推出搬运、焊接、打磨、喷涂、码垛、并联六大系列,产品型号20多种。李建军认为,广州数控对于核心技术的坚持就在于要控制产业链上游。“机器人行业现在看上去门槛很低,很多人都能做,大浪淘沙之后,最终还是会回归技术层面的竞争。”

  李建军介绍,国内工业机器人应用市场仍以进口机器人为主。国产工业机器人的认可度较低,难以有效打开国内市场。国产工业机器人企业需要让“国货”机器人更多应用到国内制造业车间。广州数控未来的发展将更关注客户需求,进行直接对接,通过为用户提供智能制造全过程解决方案,打造完善的售后服务网络和一流的技术服务团队等,提高用户满意度和认可度。

  万和钣金车间主任谢良松:劳动强度降了,员工工资高了

  谢良松表示,2015年,万和成为全省首批通过工信部“两化融合”生产基地评审的企业。近年来,万和大力推进“云制造”战略,仅2016年便投资超过7000万元进行智能装备升级。经过自动化改造,以顺德生产基地为例,原来的车间有1200多名工人,现在只需要550名工人,产能整体提升35%以上。今年计划增加一条自动冲压铆接生产线,主要生产热水器面壳,预计8月投入生产,同时还将投入机器人喷粉作业生产,预计6月投入生产,以上设备正式运行后,将进一步大幅降低员工劳动强度,提高生产效率。

  他说,随着工业机器人的大规模应用,高重复性、高强度的岗位减少,机器人专业维护保养岗位人才紧缺。因此,在引进机器人实现自动化生产之前,会选拔出一批表现比较优秀的员工进行专业的培训,培训合格后的员工才可以上岗操作,同时实行师傅带徒弟的方式培养现有人员,能操作机器人又能带徒弟的员工,在待遇上要高于普通员工。员工们都感觉到自动化作业后劳动强度降低了,工资却更高了。

  巨轮机器人工程部经理罗浩彬:破解核心部件受制于人现状

  机器人与智能制造是巨轮公司转型升级的重要抓手及战略发展方向。早在2014年,巨轮智能为中国最大品牌的轮胎制造商中策集团打造了国内首条工业机器人自动化搬运线;2015年,巨轮(广州)研究院开始运营,与业界领先的以色列公司进行全方位紧密型战略合作,获得源代码技术开发机器人控制系统。公司自主研发的RV减速器获得“国产机器人零部件金球奖”。

  罗浩彬指出,2013年至2016年期间,中国连续四年成为全球工业机器人第一销量大国,平均每年占全球销量的1/4。工业机器人是制造业皇冠上的明珠,体现国家综合制造水平,但库卡、ABB等国外四大品牌占有全球70%至80%市场份额,高性能工业机器人和关键零部件几乎全部依赖进口。核心部件受制于人,产业化推广与规模化应用就难以与国外机器人产品竞争。

  罗浩彬表示,巨轮智能将按照“中国制造2025”规划指引,融合工业4.0前沿技术,通过信息化、数字化、智能化改造持续进行转型升级,以战略性、前瞻性和前沿性技术为重点,发展高端智能成套装备。将大力推进创新驱动,发力新技术、新工艺、新材料等技术革新和技术改造;同时以客户为中心,增强公司为客户度身定制整套智能装备解决方案的能力;以欧洲分支机构为服务和投资的平台,进一步提升智能装备市场份额。

  采写:南方日报记者 苏力 田迪迪 蒋晓敏 达海军  策划统筹:谢思佳 刘江涛 吴哲 

(责任编辑:魏晓航)

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