企业制造车间,技术工人正在操控机床加工制造零件

这是一个工业机器人手臂的操作平台,工程师可以根据生产线的需要,对机器人手臂输入各种不同的指令,机器人会按照指令自动完成应有的生产动作。

一个价值1000万元左右的机器人系统集成,起码需要20个以上的设计员一起工作,才可能保证一到两个月把所有图纸设计好,把工艺全部固化好。假如设计得不好,加工人员无法达到设计的精度,就会造成加工精度有偏差。我们严格要求每个岗位工程师的出错率不能超过5%。”

——瑞松科技公司机器人自动化事业部副总经理 何勇

提起机器人,不少人最直接的印象可能是变形金刚,还有各种科幻电影里拥有人类思想的人工智能机器人。而且,貌似这种“高大上”的高科技产品,只有发达国家才能玩得转。

机器人的种类很多,在中国市场,人们把它划分为三大种类——工业机器人、特种机器人和服务机器人。其实,中国的机器人时代早已来临,根据国际机器人学联合会的最新统计显示,中国已经成为全球最大的工业机器人市场,2014年全年销量已达到5.6万台,而且预期2016年在中国安装的工业机器人数量有望位列全球之首。

工业机器人的整个产业链分为上、中、下游:上游主要是关键零部件的设计与生产;中游主要是机器人本体制造,例如机械手臂;而下游则是系统集成,就是把机械手臂通过连接互联网从而实现自动化、信息化、智能化运行,中国目前在机器人工业领域主要是位于产业链的下游。

广州有数十家机器人公司

在广州开发区、黄埔区的智能装备产业园区,共有57家与机器人有关的企业,广州瑞松科技有限公司是其中一家,该公司主要专注于工业机器人本体制造、机器人系统集成及系统整体技术解决方案。

记者进入广州瑞松科技有限公司的智能化生产车间,技术人员正在调试一条专门应用于电梯制造业的层门板点焊、涂装、搬运、码垛的机器人智能化生产线。记者看到,这条生产线有20多米长,中间由传送、贴标、打孔、包装等环节组成,每一个环节都由机器人手臂自动操作,只要技术人员对机械臂设置好指令,机器人手臂就能完成生产环节的各道工序,完全不需要人工干预。

眼前的机器人,随时可以挥舞着粗壮的胳膊干活,据现场的工程师介绍,机械手臂不只是胳膊,它们的关节模拟了人的“腰肢、胳膊、手腕、手指”,保证了它既能在水平面自由旋转,还能在垂直平面移动。

工业机器人有四大关键部件,包括机器人控制器、伺服驱动、伺服电机、减速器。其中,减速器是一个技术密集、多曲面、高精度的构件,在技术上是最难突破的,这一点让很多国内企业望而却步。

目前,国产工业机器人的减速器基本依赖进口,国外几家企业垄断了市场,最终造成减速器在工业机器人中所占成本达到30%。在高端工业机器人领域,国产品牌无论在价格还是性能上都不具备优势。

部分国产部件比进口贵

广州瑞松科技有限公司的总裁助理张东升告诉记者,目前我国机器人企业真正能赚钱的业务是系统集成。因为“很多关键零部件没有真正国产化,造成国产机器人本体成本远高于国外同行,很难上规模。国产机器人本体成本远高于国外同类产品,特别是减速机,国内企业购买减速机的价格是国外企业的价格的将近5倍。伺服电机、控制器等关键零部件价格也显著高于国外同类产品”。

记者在现场看到,在一个机器人系统集成中,生产线的其他部分一般由公司自己研发,而机器人机械臂则多数采购自发那科、库卡等欧洲和日本品牌。

到目前为止,瑞松科技已为广汽本田、广汽乘用车、广汽菲亚特等汽车制造商研发生产过产能数十万辆的机器人自动化生产线。自2011年起,该公司在广汽三菱自动化车间的焊装项目中,开创了国内汽车设备生产商独立完成整车厂自动化项目的先河。

研发生产工程庞大而复杂

开发生产一条机器人生产线,是一个庞大和复杂的工程。瑞松科技公司机器人自动化事业部副总经理何勇告诉记者,机器人生产流程有着严格的要求。比如生产一个汽车前副车架焊接系统,首先要做数据收集,收集客户零部件的3d数据、工序流程图等,收集完后再根据生产部件的结构、工序、零件等要求设计出一个初步的方案。然后帮客户做工艺拆分、工艺布局和细化初步方案。

客户评审完初步方案后,瑞松科技会出一个系统集成的3d效果图,3d效果确认后再进入了采购、生产、加工、制造环节。制造完成后再对产品进行组装,包括机械组装和电器组装。

最后一个环节是联动调试,联动调试的结果要符合3d确认的内容,以及技术协议书所签订的内容。如果客户到厂区验收项目合格,就可以收货了。之后,工程师再对生产线进行设备拆装包装,把产品发到客户公司现地,工程师再进行二次组装。

超过20个设计师画图

何勇告诉记者,整个生产过程需要工程师们的默契合作,“我们会根据项目的工作量来安排工程师人数,前面收集的数据是很关键的。最核心的一点就是3d确认,设计所花的时间是比较长的,几乎占了整个生产期的一半。”

何勇透露,一个价值1000万元左右的项目,起码需要20个以上的设计员一起工作,才可能保证一到两个月把所有图纸设计好,把工艺全部固化好。“假如设计得不好,加工人员无法达到设计的精度,就会造成加工精度有偏差。所以前期的工艺拆检需要做得很细致,也会消耗更长的时间。我们严格要求每个岗位工程师的出错率不能超过5%。”

瑞松科技还做过很多项目,其中价值一个多亿的汽车白车身自动化焊装项目,包括现地安装、调试等等,他们基本上只需花费半年时间就可以完成。而另有一些简单的小工作站或系统项目,一般只需要耗时一到两个月。

目前,在广州的工业机器人领域,发展比较好的有广州数控、瑞松科技、广州启帆、明珞装备等大概十几家企业,但记者了解到,真正实力雄厚的可能不超过五家。

谈资

中国的机器人生产

参考美国模式

当前全球生产机器人的国家很多,最出名的机器人生产模式有三种。第一种是日本模式,它们把机器人分为不同部位来生产,有的企业生产机器人本体(即机器人个体),有的企业生产系统集成,但是大部分企业还是做机器人本体的。第二种模式是欧洲模式,一些欧洲的企业将产业链的中游或下游结合在一起生产;第三种模式是美国模式,由于美国在机器人本体这一领域上比较落后,所以它们更多的是发展系统集成,现在中国参考的就是美国模式,主要发展机器人系统集成。

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