机器人在工程机械智能工厂中的应用能有多大？
2023-5-30 来源：- 作者：-
5月18日，中机中联工程有限公司工业工程负责人、高级工程师方羽亮相工业机器人主题论坛，并围绕“机器人在工程机械智能工厂中的应用”这一主题，展开主题演讲。
演讲实录：
第一部分，工程机械的工艺。
工程机械工厂以挖掘机为例，它自建的产品主要是结构件，挖掘机就是上下车和动力抖杆，它的工艺主要就是下料、焊接、加工和涂装，最后还有一个总装，把它做成一个整机。传统的车间就是人很多，行车很多，钢板很多，不管走到哪一个车间都是这样的。
现在因为国家推动智能制造，实际上在这十多年中，整个工程机械的制造水平已经发生了很大的变化。我们说的智能工厂，把它解释为四个台阶，一是精益的工艺，它是工厂的灵魂，二是在精益工艺的基础上做自动化产线，我们把它比作工厂的肌肉跟骨骼，三是信息化，我们把它比作信息化工厂的神经和大脑，四是智能制造，是自动化和信息化的高度融合。
整个智能工厂现在从下料到分拣，到焊接，到加工，到涂装，到装配调试，都是广泛的采用了机器人，机器人的应用极大的提高了工程机械智能工厂的制造水平。
第二部分，机器人在工程机械智能工厂的应用现状。
工程机械的下料基本上形成了无人化下料的格局，钢板在工厂所有的流转是全自动的，其中机器人的应用重点是在钢板的分拣环节。以前都是人工，现在采用了机器人，还包括关节机器人和航架机械手，再加上切割的自动化，上料的自动化，整个形成了无人化的下料车间。下料车间里面除了分拣还有折弯，还有自动导坡口，目前在国内也在稳步的推进。
下面一个环节是焊接，焊接机器人的量是最大的，在工程机械的行业应用当中。焊接完成以后就是精加工，在工程机械工厂占的比例比较少，加工的工序也不多。因为工程机械的零件比较大比较重，在这个环节相对来说机器人的应用少一点，有些机器人的应用是去毛刺或者小件的搬运。
涂装大家比较清楚，就是喷涂机器人的应用，这里就不详细介绍了，它就可能是喷水性漆或者是喷粉。装配环节的应用，比如轮胎自动装配，螺栓的自动拧紧。物流行业的应用更多，比如移动机器人，物流环节的机器人比较容易实现，在比较现代的工程机械制造工厂，物流自动化贯穿整个生产环节。
品牌的问题，现在在国内的工程机械智能工厂还是以进口的品牌为主。国产应用方面，在专业的细分市场，国产机器人逐步发力，比如新松焊接机器人，埃斯顿折弯机器人等。
第三部分，工程机械行业机器人应用面临的背景与挑战。
机器人在工程机械要扩大应用最大的问题就是工程机械统一归纳起来是一致性的问题，它和汽车、3C、光伏这一类的产品不一样，它的型号变化很多，批量不大，就决定了它的一致性不像大批量的产品一样。
制造精度和制造成本，工程机械的制造有一定的精度要求，但是它的精度达不到像发动机的制造精度，因为我们还要兼顾制造成本。它的产品在精度上没有这么高，机器人怎么应对，这也是一致性的问题。
工程机械的制造过程是结构件的加工，它的钢板切割以后会有变形，焊接过程中因为热输入的影响会有变形。因为这么大，这么重，这么厚的工件，它的组队，精度的控制都会有一定的难度，在制造过程中也会有变形。我们怎么解决它的一致性，机器人怎么应对，如果我们有更好的方法就可以更大量的应用在工程机械行业里面。
刚才介绍了目前应用的情况，实际上在工程机械的全制造流程里面还有很多的环节破坏的需要机器人方面的技术进一步提升，能够更广泛的应用在工程机械制造领域。比如说下料的自动分拣，比如说激光切割以后缝隙很小的问题，极小件的分拣怎么适应，因为工程机械零件切割以后是成千上万种，它的自动分拣配盘，因为涂装线都是多品种混线，怎样适应多品种混线的要求，以及涂装的打磨，焊缝的打磨，尺寸的检测，以及自动装配和自动检验。我们的客户在这方面有迫切的需求，特别是行业龙头企业，还有些细分市场的冠军企业，这方面有非常迫切的需求。
比如说装配的工作，如果说采用一个普通位置的控制，因为工程机械零件制造过程中有变形，如果按位置控制，可能装配的时候发生碰撞，导致机器人的应用失败。如果有了力控技术，它可以路径自适应，工件姿态自动调整，机器人就可以完成自动化的装配。
涂装方法，前面几个零件是这个形状，后面几个零件是那样一种形状，要实现机器人自动喷涂，怎么准确的识别零件的形状，自动调整喷涂姿态，在时间效率上，油漆成本的控制上达到最佳的平衡，这个也是对机器人提出的一个要求。机器人在工程机械行业的应用还有很多值得我们共同去探讨，共同去提升的环节。总结下来，我认为机器人在工程机械的应用对机器人提出了更高的要求，比如在汽车、3C、光伏方面的要求更高，它要求机器人更智能，更智能就是有利于视觉技术、传感器技术的发展，以及算法的提升。
工程机械制造的特点是零件的精度不高，一致性差，工件重量大，但因为它是生产制造，所以工厂对机器人的速度、稳定性、智能性的要求非常高。从硬件的角度而言，进口和国产机器人的差距不大。在核心算法上的差距导致国产机器人存在一些不足，目前工程机械行业是普遍采用进口的机器人。
第四部分，机器人在智能工厂的价值体现。
工程机械的制造水平，从最原始的手段走到今天，机器人起了非常重大的作用。三一的挖掘机工厂采用了300多台机器人，从2010年建厂以后用到现在，有的工厂用上了机器人以后，用着用着机器人就没有了，又变成人去操作了。管理与各方面细节的提升产生的影响力也是非常大的，比如说临港工厂并不是有钱买了两百台机器人，而是它已经用到了现在，这是一个典型的机器人价值体现。
我们做智能制造评灯塔工厂，最终还是为了提升企业的竞争力。中机中联在工程机械与其他制造领域，在智能制造方面深耕，也承接了国内很多行业智能工厂规划设计的工作，我们致力于为制造业提供行业引领的智能制造解决方案，把先进技术应用到企业里面。
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