【ZiDongHua 之方案應(yīng)用場(chǎng)收錄關(guān)鍵詞：雷克智能  激光視覺(jué)  機(jī)器人  工業(yè)機(jī)器人  智能制造 】

　　

　　英萊科技：激光視覺(jué)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人精準(zhǔn)焊接

　　

　　發(fā)展柔性制造，能夠幫助企業(yè)提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，也是應(yīng)對(duì)市場(chǎng)小批次加工生產(chǎn)趨勢(shì)的必然選擇。在工程機(jī)械領(lǐng)域，助力車(chē)間實(shí)現(xiàn)柔性化精準(zhǔn)焊接成為一個(gè)繞不開(kāi)的命題。

　　

　　工程機(jī)械行業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)，加快工程機(jī)械行業(yè)發(fā)展對(duì)穩(wěn)固工業(yè)經(jīng)濟(jì)大盤(pán)具有重大意義。在機(jī)械制造龍頭企業(yè)的引領(lǐng)帶動(dòng)下，我國(guó)焊接技術(shù)整體水平顯著發(fā)展，大量自動(dòng)化焊接設(shè)備被廣泛應(yīng)用于大中小型焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)線中，例如集裝箱外殼組裝焊接中心、箱型梁焊接生產(chǎn)線、工程機(jī)械設(shè)備焊接組裝中心等。這些先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用，在提升車(chē)間生產(chǎn)效益的同時(shí)，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了他們的作業(yè)環(huán)境。

　　

　　實(shí)現(xiàn)大批量、多品種工件的高質(zhì)量、柔性化焊接，已成為眾多制造企業(yè)的核心需求。自動(dòng)焊接機(jī)器人，從20世紀(jì)60年代開(kāi)始用于生產(chǎn)，技術(shù)已日益成熟，但仍存在焊縫跟蹤不精確的弊病，使焊接過(guò)程無(wú)法實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。

　　

　　焊接機(jī)器人普遍采用示教再現(xiàn)的工作模式，即人工導(dǎo)引機(jī)器人按實(shí)際需求動(dòng)作流程操作一遍，機(jī)器人記憶每個(gè)動(dòng)作姿態(tài)、位置、工藝參數(shù)等，并自動(dòng)寫(xiě)入程序，這對(duì)工件和卡具的精度要求極高。若工件在加工過(guò)程中出現(xiàn)偏差，往往會(huì)導(dǎo)致焊接不良，甚至產(chǎn)品報(bào)廢。為解決這一問(wèn)題，英萊科技研發(fā)了一種基于激光視覺(jué)的焊縫跟蹤技術(shù)，幫助機(jī)器人對(duì)焊接點(diǎn)位、軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)定位與矯正。此外，該方案還支持一套設(shè)備對(duì)應(yīng)多種工件的柔性化設(shè)計(jì)，從而降低了傳統(tǒng)應(yīng)用中針對(duì)單一工件設(shè)計(jì)的復(fù)雜工裝的使用成本。

　　

　　

　　▲ 孔網(wǎng)鋼帶焊接

　　

　　在惡劣的焊接工作環(huán)境中，煙塵、弧光和金屬飛濺等因素都會(huì)干擾焊接流程，采用具有強(qiáng)穿透性的激光跟蹤焊縫，是目前較為理想的解決方案。激光視覺(jué)焊縫跟蹤系統(tǒng)是由焊縫跟蹤傳感器和控制主機(jī)組成的，傳感器負(fù)責(zé)主動(dòng)采集焊縫信息，控制主機(jī)則負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)處理這些信息，并與工業(yè)機(jī)器人或自動(dòng)焊接專(zhuān)機(jī)保持實(shí)時(shí)通信。這樣，工業(yè)機(jī)器人或自動(dòng)焊接專(zhuān)機(jī)就能智能識(shí)別焊縫偏移并矯正焊接軌跡，從而實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化焊接。

　　

　　深扎行業(yè)，核心技術(shù)形成應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

　　

　　焊縫跟蹤通常采用接觸式傳感器或電弧傳感器。接觸式傳感器一般會(huì)與焊縫或工件的一個(gè)側(cè)壁進(jìn)行物理接觸，通過(guò)探針的偏移來(lái)檢測(cè)焊縫位置的變化，為控制系統(tǒng)提供跟蹤焊縫的依據(jù)。這種傳感方式的特點(diǎn)在于不受電弧干擾，成本相對(duì)較低但跟蹤精度不高，探針容易磨損變形，不適用于復(fù)雜坡口焊縫的跟蹤或高速焊接?？傮w來(lái)說(shuō)，接觸式傳感器已逐漸被其他傳感方法所取代。

　　

　　電弧傳感器是通過(guò)電弧相對(duì)于焊縫的擺動(dòng)，利用焊接電弧電壓和電流參數(shù)的變化，來(lái)計(jì)算焊槍至工件距離的變化以獲取焊縫坡口的形狀信息。作為一種以電弧本身為傳感器的裝置，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且具有靈活方便、不易磨損的特點(diǎn)。然而，它對(duì)坡口形狀的依賴(lài)性較大，對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的焊縫識(shí)別能力較差，也無(wú)法對(duì)焊接起始點(diǎn)與終止點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，具有一定的局限性。

　　

　　“英萊科技研發(fā)激光視覺(jué)焊縫跟蹤系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)接觸式和電弧傳感器的局限性，在檢測(cè)精度、焊縫跟蹤速度，以及焊縫適應(yīng)能力方面，性能都有所提升，”英萊科技副總經(jīng)理趙治軍介紹道?；诩す庖曈X(jué)的焊縫跟蹤傳感器是通過(guò)光學(xué)算法來(lái)精確定位焊縫位置，還具有自動(dòng)檢測(cè)焊縫起點(diǎn)和終點(diǎn)的功能，被業(yè)界視為最具發(fā)展前景的焊縫跟蹤技術(shù)。

　　

　　

　　

　　▲ 石油管道焊接

　　

　　英萊科技激光視覺(jué)焊縫跟蹤系統(tǒng)采用了三角測(cè)量法，傳感器內(nèi)部的相機(jī)可以識(shí)別投射到焊縫上的激光，從而生成被測(cè)物體的工作距離、位置，及形狀等信息?？刂葡到y(tǒng)通過(guò)特殊算法處理監(jiān)測(cè)到的信息，計(jì)算并修正機(jī)器人或自動(dòng)焊接專(zhuān)機(jī)軌跡的偏差，完成焊縫跟蹤。目前，該系統(tǒng)的檢測(cè)精度已達(dá)0.05毫米，焊縫跟蹤速度10米/分鐘，可以支持40余種機(jī)器人品牌即插即用，并為近百種焊縫類(lèi)型參數(shù)提供配套支持。

　　

　　趙治軍指出，弧光、環(huán)境光、磁場(chǎng)、高頻干擾等痛點(diǎn)，貫穿在焊接、切割、打磨、涂膠等作業(yè)環(huán)境中，如不銹鋼、鋁合金、打磨金屬等高反光類(lèi)材質(zhì)產(chǎn)生的干擾光，會(huì)對(duì)焊縫圖像的采集造成影響。諸如此類(lèi)的問(wèn)題，使英萊科技激光視覺(jué)焊縫跟蹤系統(tǒng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

　　

　　英萊科技自主研發(fā)了成熟的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案和抗反光算法，使焊縫跟蹤系統(tǒng)能夠在復(fù)雜環(huán)境中穩(wěn)定地提取母材圖像輪廓，準(zhǔn)確鎖定焊縫特征點(diǎn)位置，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的焊縫跟蹤。趙治軍強(qiáng)調(diào)：“我們的技術(shù)團(tuán)隊(duì)正在積極應(yīng)用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，基于包含超一千項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的焊縫圖像數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)多種類(lèi)焊縫進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的圖像算法優(yōu)化訓(xùn)練。”他進(jìn)一步道，英萊科技目前已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)出弧光、飛濺、高頻工況下，以及針對(duì)鏡面反光材質(zhì)、高反差材質(zhì)等極端工況下的穩(wěn)定圖像采集算法。這些算法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)、航空航天等領(lǐng)域，為智能制造提供了重要的焊縫跟蹤技術(shù)支持。

　　

　　參數(shù)適配，滿足多行業(yè)工況要求

　　

　　根據(jù)不同行業(yè)的需求差異，激光視覺(jué)焊縫跟蹤技術(shù)的應(yīng)用需針對(duì)工件材質(zhì)及焊縫類(lèi)型進(jìn)行考量。例如，在工程機(jī)械及車(chē)輛、鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)，常見(jiàn)的多為中厚板的對(duì)接、搭接、角接類(lèi)焊縫；而在壓力容器、管道行業(yè)，常見(jiàn)的多為薄板的對(duì)接、搭接類(lèi)焊縫。

　　

　　在產(chǎn)品適配層面，英萊科技已針對(duì)不同工件材質(zhì)及焊縫類(lèi)型研發(fā)了4個(gè)系列、10余款產(chǎn)品型號(hào)的激光視覺(jué)傳感器并投入市場(chǎng)。這些產(chǎn)品的視距范圍為81毫米～754毫米，覆蓋了市場(chǎng)90%以上的焊接工藝和材料。

　　

　

　　

　　▲焊縫跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用

　　

　　當(dāng)前，我國(guó)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正處于由“制造”向“智造”的轉(zhuǎn)型階段，企業(yè)研發(fā)和引入智能生產(chǎn)設(shè)備是關(guān)鍵。英萊科技激光視覺(jué)焊縫跟蹤系統(tǒng)使工業(yè)機(jī)器人具備自主識(shí)別和矯正功能，顯著降低生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的編程工作量，并提高焊接合格率。“我們始終將年?duì)I業(yè)額20%以上作為研發(fā)投入，來(lái)保證研發(fā)活力與技術(shù)先進(jìn)性，”趙治軍介紹道，“我們的技術(shù)在切割、打磨、噴涂、拆碼垛等領(lǐng)域都有成熟案例，為企業(yè)柔性化生產(chǎn)提供有力支持。”

　　

　　趙治軍認(rèn)為，專(zhuān)注于細(xì)分領(lǐng)域，企業(yè)可以更專(zhuān)注于自身核心業(yè)務(wù)，可以更好地掌握行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)變革。英萊科技深耕精準(zhǔn)焊接跟蹤技術(shù)研究，通過(guò)聯(lián)合研發(fā)平臺(tái)、技術(shù)交流，以及共同研究等方式，持續(xù)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)單項(xiàng)技術(shù)衍生多元化產(chǎn)品和差異化性能，增強(qiáng)企業(yè)在同類(lèi)產(chǎn)品市場(chǎng)中的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

　　

　　工業(yè)機(jī)器人被稱(chēng)為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”。激光視覺(jué)傳感器是工業(yè)機(jī)器人的重要的核心零部件之一，融合了機(jī)械工程學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子工程學(xué)等多學(xué)科技術(shù)，對(duì)企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力提出了高要求。英萊科技在激光視覺(jué)細(xì)分領(lǐng)域已深耕近十年，期間積累了90余項(xiàng)專(zhuān)利及軟著，產(chǎn)品所占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額排名前二。自2015年起，英萊科技成功研發(fā)出激光視覺(jué)與工業(yè)機(jī)器人在焊接、切割、打磨、噴涂、碼垛等領(lǐng)域的多套標(biāo)準(zhǔn)化解決方案，并將它們推向市場(chǎng)。2019年，英萊科技利用核心技術(shù)形成應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了多款智能機(jī)器人裝備，為河北國(guó)亮新材料有限公司構(gòu)建了一條耐火材料全流程智能化生產(chǎn)線。目前，英萊科技已為國(guó)內(nèi)外多家耐火行業(yè)提供設(shè)備與技術(shù)支持，同時(shí)不斷優(yōu)化和拓展激光視覺(jué)產(chǎn)品，積極開(kāi)拓智能制造的新領(lǐng)域。隨著國(guó)內(nèi)智能制造的升級(jí)，英萊科技面臨更多的品牌競(jìng)爭(zhēng)。趙治軍指出，多元化競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)業(yè)格局將為英萊科技帶來(lái)技術(shù)創(chuàng)新壓力，同時(shí)也為市場(chǎng)增添活力。

　　

　　成果轉(zhuǎn)化，政策助力企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

　　

　　當(dāng)前，國(guó)家高度重視機(jī)器人企業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化，發(fā)布了一系列政策以支持機(jī)器人產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景的落地。唐山出臺(tái)《唐山市機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展支持政策》，在推動(dòng)與具有行業(yè)影響力的科研院所、頭部企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)、機(jī)器人工程設(shè)計(jì)院合作方面，趙治軍表示，希望政府能夠建立信息平臺(tái)，廣泛征集省內(nèi)外對(duì)機(jī)器人應(yīng)用的需求，并發(fā)布企業(yè)的科研需求、用人需求等。從政策端形成強(qiáng)力助推，以增加產(chǎn)業(yè)信息渠道，助力產(chǎn)業(yè)進(jìn)步。

　　

　　

　　▲英萊科技出海展示

　　

　　英萊激光視覺(jué)焊縫跟蹤系統(tǒng)正在積極拓展國(guó)際市場(chǎng)，并以此為契機(jī)，尋求海外業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)，從而提升企業(yè)國(guó)際知名度。“在2021年，我們的產(chǎn)品成功獲得了歐盟CE認(rèn)證；2023年，我們又成功獲得了境外的發(fā)明專(zhuān)利。”趙治軍在談及英萊科技海外布局時(shí)說(shuō)道。目前，英萊科技核心產(chǎn)品已經(jīng)成功銷(xiāo)往歐美、南美、中東等10多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，并與當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)建立了穩(wěn)定的長(zhǎng)期合作關(guān)系，藉此建立海內(nèi)外客戶供需聯(lián)系網(wǎng)，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)發(fā)展的良性循環(huán)。