中科新松協(xié)作焊接機器人加速船舶智能化

“這兩年是船舶行業(yè)發(fā)展的窗口期，且下一個窗口期的出現(xiàn)時間難以預(yù)測。若未抓住當(dāng)前機遇進(jìn)行自動化改造，一旦窗口期關(guān)閉，造船廠將失去與國外競爭對手相抗衡的成本優(yōu)勢，面臨被淘汰出局的風(fēng)險?！?/p>

中科新松焊接營銷總監(jiān)劉博在接受高工機器人調(diào)研時判斷。

延續(xù)2023年訂單的高景氣，2024年船舶行業(yè)新訂單持續(xù)放量。工業(yè)和信息化部數(shù)據(jù)顯示，2024年1-9月，中國造船業(yè)三大指標(biāo)繼續(xù)穩(wěn)步增長，全球領(lǐng)先。2024年1-9月，我國造船完工量3634萬載重噸，同比增長18.2%；新接訂單量8711萬載重噸，同比增長51.9%；截至9月底，手持訂單量19330萬載重噸，同比增長44.3%。1-9月，我國造船三大指標(biāo)以載重噸計分別占全球總量的55.1%、74.7%和61.4%。

在當(dāng)前市場情況下，無論是船企自身生產(chǎn)狀態(tài)、訂單水平還是盈利水平，都處于十分理想的階段。預(yù)計未來幾年，我國船企將迎來交船的高峰期。

伴隨著訂單量的激增，隨之而來的是交付壓力，船企對自動化改革升級的需求更勝以往。

智能化需求升溫，船廠急需實干派

在船舶制造中，焊接的工作量及成本均占到船體建造的30%-50%，且大部分都還是依賴于焊工，是典型的勞動密集型行業(yè)。

但隨著人口紅利減退，以及焊接環(huán)境的惡劣，船舶企業(yè)招工變得越發(fā)艱難。因此，焊接環(huán)節(jié)用機器換人已成為當(dāng)前船舶企業(yè)的選擇之一。針對長直焊縫，比如在一些拼板、小組立等工序，大量船廠已經(jīng)采用焊接機器人等自動化設(shè)備。

但值得注意的是，傳統(tǒng)的焊接專機設(shè)備和傳統(tǒng)工業(yè)機器人的應(yīng)用有其局限性。對于分段艙室等中組立結(jié)構(gòu)，因為其焊縫短、結(jié)構(gòu)形式多樣等特點，不適合采用焊接專機等自動化設(shè)備，目前還是全部采用手工焊的方式進(jìn)行。

同時，由于船舶行業(yè)焊縫結(jié)構(gòu)形式多樣，量小品多，焊縫短小，且船廠裝配精度不高，相同結(jié)構(gòu)也存在偏差，傳統(tǒng)機器人的示教方式不僅操作工作量巨大，且效率低下，一定程度上阻礙其在船舶行業(yè)的廣泛應(yīng)用。

船舶智能化焊接需求正逐漸形成共識。市場上能提供機器人智能焊接解決方案的廠家有兩類：工業(yè)機器人企業(yè)和協(xié)作機器人企業(yè)。

與傳統(tǒng)的工業(yè)機器人相比，協(xié)作機器人具有靈活性、易用性、較低的總成本和快速部署的優(yōu)勢，且在焊接場景中的應(yīng)用正在逐年增長。

劉博介紹，相比較于鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)，船舶的結(jié)構(gòu)件更加復(fù)雜，協(xié)作機器人更加適合船舶焊接。

“協(xié)作機器人可覆蓋船舶行業(yè)70%的場景，其應(yīng)用的機會點主要在中組立和大組立?！?/p>

不過就目前而言，“攻克”船舶行業(yè)仍然還有很長一段路需要走，協(xié)作機器人在船廠的滲透率依然很低。

低的原因在于，受限于部分技術(shù)尚未發(fā)展成熟，焊接機器人的智能化和易用性依然達(dá)不到船廠的預(yù)期。當(dāng)前的免示教的方式固然是可以快速實現(xiàn)落地交付，但船舶企業(yè)更希望以完全免示教的方式進(jìn)行作業(yè)。按照船廠的設(shè)想，只需要一個人啟動一下機器人就可以工作了。

據(jù)船廠的反饋，大部分企業(yè)標(biāo)榜自己能做到免示教，但實際上理論和實踐是兩回事。船廠更傾向于那些能夠真正將技術(shù)轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)力的“實干派”。

糧草彈藥已備足，中科新松進(jìn)軍焊接

2023年，中科新松看到了協(xié)作機器人在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢，開始全力入局焊接領(lǐng)域。

在團(tuán)隊方面，中科新松擁有強大且專業(yè)的焊接BU團(tuán)隊，對焊接應(yīng)用及機器人自動化焊接市場，理解深刻、經(jīng)驗豐富。

在本體方面，得益于強大的焊接專業(yè)團(tuán)隊，中科新松專門推出W系列DUCO多可協(xié)作焊接機器人，負(fù)載范圍包括3-10kg，防護(hù)等級達(dá)到了IP65，具有圖形化交互和牽引示教兩大核心功能，標(biāo)配焊接工藝包，支持用戶快速實現(xiàn)點焊、角焊、擺焊、往復(fù)焊、堆焊、多層多道焊等各種焊接作業(yè)任務(wù)，選配外部軸插件包后可支持用戶擴展更多的焊接應(yīng)用場景，定制各種形態(tài)的焊接工作站。

同時，DUCO多可協(xié)作機器人優(yōu)秀的重復(fù)定位精度和軌跡精度，適配激光視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)，可實現(xiàn)靈活部署、自動跟蹤、自動糾偏等功能，實現(xiàn)長時間、不間斷、高質(zhì)量、高穩(wěn)定性的焊縫輸出，為汽車零部件、船舶制造、工程機械、新能源、航空航天、金屬加工等領(lǐng)域的焊接自動化生產(chǎn)降本增效。

在軟件方面，中科新松自主研發(fā)的焊接工藝包通過從V1.0到V2.3版本的快速迭代，實現(xiàn)了功能的快速擴展和bug的快速修復(fù)，可適配國內(nèi)外大部分主流焊機，覆蓋95%以上的客戶需求。

具體來看，焊接工藝包集成了焊機配置、焊接設(shè)置、工藝參數(shù)設(shè)置、視覺傳感器設(shè)置，以及起弧、收弧、電弧跟蹤、擺焊、多層多道等多種功能，多種快捷指令，省去繁瑣的界面操作，操作調(diào)試方便，普通工人在短時間內(nèi)就可以上手操作，為客戶提供了更安全高效的解決方案。

劉博介紹，目前焊接智能化的發(fā)展方向是，短期目標(biāo)以簡便示教為主，降低使用機器人的門檻，長期目標(biāo)是機器人免示教技術(shù)與焊接工藝專家系統(tǒng)的結(jié)合。中科新松已經(jīng)具備了免示教技術(shù)和部分焊接工藝專家系統(tǒng)。

今年，中科新松與上海交大船院視覺系統(tǒng)以及新松集團(tuán)在焊接工程工藝方面積累的整合，共同推出一套協(xié)作焊接免示教系統(tǒng)，可適用于多品種、小批量、較為離散的焊件結(jié)構(gòu)特點的焊接應(yīng)用場景。

以多可智能焊接工作站為例，操作者可以通過拖動示教實現(xiàn)焊縫編程及快速定位目的，快速生成焊接程序進(jìn)行焊接。區(qū)別于傳統(tǒng)的焊接工藝包，中科新松的焊接工藝包只需要通過機器人示教器即可實現(xiàn)對焊接工藝參數(shù)的全部設(shè)定，幫助客戶應(yīng)對更為復(fù)雜的焊接工藝需求。

當(dāng)前，中科新松的協(xié)作焊接機器人已成功落地于部分船廠，并已在海外進(jìn)行銷售。

未來，還需300%的努力

正如前文所說，協(xié)作機器人在船舶行業(yè)的滲透率還很低，船舶行業(yè)對智能化的需求十分旺盛，這就意味著，船舶行業(yè)還存在巨大的開發(fā)潛力和市場空間。

劉博介紹：“完全免示教的方式當(dāng)前還處于1.0階段，還不能真正的覆蓋較多的應(yīng)用場景，僅能在小部分特定的場景應(yīng)用。如果說，免示教技術(shù)的成熟度離100%還差10%，這10%看起來很少，但需要大家付出300%的努力?！?/p>

中科新松是一名長期主義者，“從實踐中來到實踐中去”已經(jīng)刻在了中科新松的基因里。面對船舶焊接帶來的機遇和挑戰(zhàn)，中科新松正與多家船舶制造企業(yè)、科研機構(gòu)及高校緊密合作，共同探索智能化轉(zhuǎn)型的最佳路徑。

值得一提的是，除了焊接領(lǐng)域外，當(dāng)前，中科新松的多可機器人廣泛應(yīng)用于汽車、能源、半導(dǎo)體、3C、教育創(chuàng)新、醫(yī)療健康、食品藥品、服飾紡織等多個行業(yè)，可輕松實現(xiàn)智能揀選、碼垛、上下料、裝配、擰釘、拋光打磨、質(zhì)量檢驗、搬運、涂膠涂油等功能。

顯而易見，年僅10歲的中科新松已在眾多行業(yè)中已經(jīng)在各個行業(yè)里發(fā)光發(fā)熱。