噴涂機(jī)器人將替代噴涂工人？

CurveRobot（曲線智能）近日宣布獲得了遠(yuǎn)望資本數(shù)百萬元人民幣天使輪投資，本輪融資后，CurveRobot下一步計(jì)劃擴(kuò)充研發(fā)團(tuán)隊(duì)，建立研發(fā)中心，加速迭代相關(guān)軟硬件，降低產(chǎn)品成本，以便適用于更多的客戶和應(yīng)用場景。

CurveRobot是一家結(jié)合3D視覺和工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的創(chuàng)新型企業(yè)，研發(fā)出了國內(nèi)第一款用于門窗噴涂的3D機(jī)器人產(chǎn)品，開創(chuàng)性地實(shí)現(xiàn)了家具門窗的柔性化噴涂，得益于團(tuán)隊(duì)成員在3D視覺領(lǐng)域和機(jī)器人運(yùn)動控制領(lǐng)域具有的深厚技術(shù)背景，國內(nèi)首款3D智能噴涂機(jī)器人歷時1年研發(fā)成功，并成功應(yīng)用在門窗行業(yè)的龍頭企業(yè)客戶。

家居行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化程度低，CurveRobot3D視覺搶占先機(jī)

近年來，中國的機(jī)器人市場迎來了爆發(fā)式增長，2017年國內(nèi)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了15萬臺的產(chǎn)銷量，同比增長50%以上，其中60%以上的機(jī)器人用于搬運(yùn)和焊接，而噴涂機(jī)器人僅大約占比6%左右。機(jī)器人應(yīng)用的行業(yè)集中在汽車和3C行業(yè)，對于標(biāo)準(zhǔn)化低的一些行業(yè)，機(jī)器人應(yīng)用方興未艾，例如家居建材行業(yè)，5萬家企業(yè)500萬從業(yè)人員，但是由于產(chǎn)品品種多、標(biāo)準(zhǔn)化低、工藝又相對復(fù)雜，所以機(jī)器人一直未能大批量應(yīng)用。

尤其對于家具和門窗的噴涂，機(jī)器人應(yīng)用更是寥寥，絕大多數(shù)還是傳統(tǒng)的人工噴涂，行業(yè)中從事噴涂的工人達(dá)到20萬之多，近些年人力成本的上升，人們對身體健康的重視，環(huán)保要求的提高，都在推動著噴涂機(jī)器人的大量應(yīng)用。

在機(jī)器人四大品牌之一的日本安川電機(jī)有過8年工作經(jīng)驗(yàn)、對機(jī)器人技術(shù)和市場都積累了深厚經(jīng)驗(yàn)的錢鑫，發(fā)現(xiàn)了家裝市場的這一空白。2013年他獨(dú)立創(chuàng)業(yè)，在對汽車、3C等行業(yè)都有過了解后，選中了家裝這一行業(yè)作為CurveRobot日后專注的領(lǐng)域。

參考國外經(jīng)驗(yàn)以及結(jié)合自身在機(jī)器人運(yùn)動控制方面的經(jīng)驗(yàn)，錢鑫拉上了中國科學(xué)院自動化所博士、北京大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)博士、中國人民大學(xué)計(jì)算機(jī)碩士等3D立體視覺和AI方面的專家，組成了自己的核心團(tuán)隊(duì)，專攻家裝領(lǐng)域的智能噴涂這一工藝。

前期錢鑫和團(tuán)隊(duì)曾嘗試用2D噴涂解決這一難題，但2D僅能在平面內(nèi)進(jìn)行識別，僅能將門窗放在吊掛系統(tǒng)上使用。于是，CurveRobot最后選擇了3D視覺。CurveRobot給機(jī)器人裝上了3D視覺和智慧的大腦。經(jīng)過2年的研發(fā)，CurveRobot成功研發(fā)出國內(nèi)首臺3D掃描智能噴涂機(jī)器人，通過3D掃描檢測技術(shù)，當(dāng)木門通過掃描儀時，木門輪廓就呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)中，通過AI識別處理軟件，識別出木門的位置、姿態(tài)、形狀等重要參數(shù)，在通過機(jī)器人CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）模塊生成機(jī)器人的運(yùn)動軌跡，機(jī)器人再確認(rèn)執(zhí)行噴涂運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)了智能化的識別與噴涂。

打破3D立體視覺的難點(diǎn)，成功代替噴涂工人

由于家具和門窗產(chǎn)品的特點(diǎn)：品種批次多、尺寸不固定、加工精度低，很難像汽車噴涂那樣：一次編程調(diào)試就能讓機(jī)器人噴涂幾萬輛汽車，為了實(shí)現(xiàn)家具門窗的柔性化噴涂生產(chǎn)，CurveRobot采用3D激光掃描技術(shù)，并讓機(jī)器人進(jìn)行AI學(xué)習(xí)；為了便于控制運(yùn)動軌跡，采用了靈活度高的六軸的機(jī)器人。

3D激光掃描技術(shù)，可將結(jié)構(gòu)光投射至場景，并由圖像傳感器捕獲相應(yīng)的帶有結(jié)構(gòu)光的圖案。由于結(jié)構(gòu)光的模式圖案會因?yàn)槲矬w的形狀發(fā)生變形，因此通過模式圖像在捕捉得到的圖像中的位置以及形變程度利用三角原理計(jì)算即可得到場景中各點(diǎn)的深度信息。并且，機(jī)器具有AI自學(xué)習(xí)功能，能通過學(xué)習(xí)門窗的基本參數(shù)，判斷不同門窗的尺寸等。而六軸工業(yè)機(jī)器人作為工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用中最為廣泛的類型，具有高靈活性、超大負(fù)載、高定位精度等眾多優(yōu)點(diǎn)，六個軸能更靈活的各自運(yùn)動，符合機(jī)器人的運(yùn)動規(guī)則。

在實(shí)際的應(yīng)用中，CurveRobot機(jī)器人噴涂的油漆厚度均勻度可達(dá)175um，是人的一倍左右；誤差在正負(fù)10um，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過5年經(jīng)驗(yàn)噴涂師傅正負(fù)25um的成績。另外在工件的曲面或轉(zhuǎn)角處，6軸機(jī)器人的手腕靈活優(yōu)勢也得到了驗(yàn)證，人工經(jīng)常性地漏噴問題也得到了解決。

3D激光掃描技術(shù)很早之前就已經(jīng)存在，但是由于成本問題一直沒能批量應(yīng)用，目前市面上的3D激光掃描儀大部分集中在小場景高精度的應(yīng)用，而家居建材行業(yè)的工件識別要求大都是大場景中低精度，所以CurveRobot專門研發(fā)出適用于該行業(yè)的3D激光掃描儀，采購2類激光結(jié)構(gòu)光方式進(jìn)行投影，針對惡劣的噴涂環(huán)境專門制作了防護(hù)裝置，即使是彌漫的氣霧也不能阻擋。由于中低精度要求，成本大幅降低，使得整體上降低了噴涂機(jī)器人系統(tǒng)的成本，目前一臺智能噴涂機(jī)器人可以代替2-3名噴涂工人，客戶的采購?fù)顿Y可以在2年內(nèi)收回成本。

而在對噴涂機(jī)器人后期的運(yùn)維上，CurveRobot采用工業(yè)互聯(lián)的接口，將3D噴涂機(jī)器人通過工業(yè)互聯(lián)的接口進(jìn)行連通，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控、遠(yuǎn)程操作、遠(yuǎn)程診斷，機(jī)器人的各種數(shù)據(jù)，包括故障、操作流程中不順暢的地方都可以通過后臺進(jìn)行解決和更新。這樣，3D噴涂機(jī)器人更像一個可以不斷更新消除漏洞的應(yīng)用軟件，CurveRobot提供長期的服務(wù)，同時這些數(shù)據(jù)也便于之后的機(jī)器人進(jìn)行改進(jìn)。

做偏重軟件的集成商，調(diào)試最優(yōu)投入產(chǎn)出比

機(jī)器人本體是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，而下游系統(tǒng)集成則是機(jī)器人商業(yè)化、大規(guī)模普及的關(guān)鍵。只有機(jī)器人裸機(jī)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。但目前國內(nèi)的集成商與國外機(jī)器人集成商在技術(shù)上依然有一定的差距，特別是軟件上，我國處于弱勢地位。

與其他集成商相比，CurveRobot作為面向終端用戶的集成商，更偏重于技術(shù)和軟件，專注于噴涂這一工藝。

在成立CurveRobot后，老東家安川機(jī)電也成為了錢鑫的一大客戶，其上游的合作伙伴還有***的研華科技、日本川崎重工業(yè)株式會社等。上游的廠商提供機(jī)器人的部件，CurveRobot則將3D立體視覺、AI算法和運(yùn)動軌跡控制等軟件技術(shù)加入到機(jī)器中。而在終端應(yīng)用上，CurveRobot已經(jīng)和家裝行業(yè)內(nèi)的龍頭企業(yè)們都建立了合作。

CurveRobot目前正在研發(fā)新一代機(jī)器人本體，降低核心部件成本，讓更多的客戶能用上噴涂機(jī)器人。同時我們也在加速迭代應(yīng)用軟件，讓機(jī)器人識別更多的場景和工件，下一步可以拓展到家具的打磨、搬運(yùn)等領(lǐng)域。同時在此基礎(chǔ)上，可以橫向拓展到金屬噴涂、陶瓷噴釉等行業(yè)，這些領(lǐng)域都是環(huán)境污染大、工件非標(biāo)準(zhǔn)的場景，而且市場更加的廣闊。

談到競爭，錢鑫認(rèn)為，技術(shù)并不是絕對的壁壘，但敏感的發(fā)現(xiàn)了家裝行業(yè)噴涂市場的這一空白，并早早將產(chǎn)品投入商用，快速降低成本，CurveRobot占領(lǐng)了市場的先機(jī)。而對比大廠商，他們的賽道更為專注；對比小廠商，他們的技術(shù)實(shí)力更強(qiáng)。

而對于工業(yè)機(jī)器人更大范圍的應(yīng)用。錢鑫談到，工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)器人銷量已經(jīng)達(dá)到每年7-8萬臺，未來發(fā)展最大的難點(diǎn)不在于技術(shù)，而在于投入產(chǎn)出比。技術(shù)并不是越高越好，而是要找到與行業(yè)的最佳契合點(diǎn)，達(dá)到技術(shù)研發(fā)和市場效益的最好投入產(chǎn)出比。而看到這一點(diǎn)的CurveRobot和錢鑫，正在努力探索這一最佳契合點(diǎn)的路上不斷前行著。