【ZiDongHua 之方案應(yīng)用場收錄關(guān)鍵詞：雷克智能  激光視覺  機器人  工業(yè)機器人  智能制造 】
　　
　　英萊科技：激光視覺實現(xiàn)機器人精準(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)對市場小批次加工生產(chǎn)趨勢的必然選擇。在工程機械領(lǐng)域，助力車間實現(xiàn)柔性化精準(zhǔn)焊接成為一個繞不開的命題。
　　
　　工程機械行業(yè)是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)，加快工程機械行業(yè)發(fā)展對穩(wěn)固工業(yè)經(jīng)濟大盤具有重大意義。在機械制造龍頭企業(yè)的引領(lǐng)帶動下，我國焊接技術(shù)整體水平顯著發(fā)展，大量自動化焊接設(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，在提升車間生產(chǎn)效益的同時，降低工人勞動強度，改善了他們的作業(yè)環(huán)境。
　　
　　實現(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。自動焊接機器人，從20世紀(jì)60年代開始用于生產(chǎn)，技術(shù)已日益成熟，但仍存在焊縫跟蹤不精確的弊病，使焊接過程無法實現(xiàn)全自動化。
　　
　　焊接機器人普遍采用示教再現(xiàn)的工作模式，即人工導(dǎo)引機器人按實際需求動作流程操作一遍，機器人記憶每個動作姿態(tài)、位置、工藝參數(shù)等，并自動寫入程序，這對工件和卡具的精度要求極高。若工件在加工過程中出現(xiàn)偏差，往往會導(dǎo)致焊接不良，甚至產(chǎn)品報廢。為解決這一問題，英萊科技研發(fā)了一種基于激光視覺的焊縫跟蹤技術(shù)，幫助機器人對焊接點位、軌跡進(jìn)行實時定位與矯正。此外，該方案還支持一套設(shè)備對應(yīng)多種工件的柔性化設(shè)計，從而降低了傳統(tǒng)應(yīng)用中針對單一工件設(shè)計的復(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干擾焊接流程，采用具有強穿透性的激光跟蹤焊縫，是目前較為理想的解決方案。激光視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)是由焊縫跟蹤傳感器和控制主機組成的，傳感器負(fù)責(zé)主動采集焊縫信息，控制主機則負(fù)責(zé)實時處理這些信息，并與工業(yè)機器人或自動焊接專機保持實時通信。這樣，工業(yè)機器人或自動焊接專機就能智能識別焊縫偏移并矯正焊接軌跡，從而實現(xiàn)真正的自動化焊接。
　　
　　深扎行業(yè)，核心技術(shù)形成應(yīng)用優(yōu)勢
　　
　　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與焊縫或工件的一個側(cè)壁進(jìn)行物理接觸，通過探針的偏移來檢測焊縫位置的變化，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在于不受電弧干擾，成本相對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來說，接觸式傳感器已逐漸被其他傳感方法所取代。
　　
　　電弧傳感器是通過電弧相對于焊縫的擺動，利用焊接電弧電壓和電流參數(shù)的變化，來計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)簡單且具有靈活方便、不易磨損的特點。然而，它對坡口形狀的依賴性較大，對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的焊縫識別能力較差，也無法對焊接起始點與終止點進(jìn)行自動檢測，具有一定的局限性。
　　
　　“英萊科技研發(fā)激光視覺焊縫跟蹤系統(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的焊縫跟蹤傳感器是通過光學(xué)算法來精確定位焊縫位置，還具有自動檢測焊縫起點和終點的功能，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
　　
　　英萊科技激光視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)采用了三角測量法，傳感器內(nèi)部的相機可以識別投射到焊縫上的激光，從而生成被測物體的工作距離、位置，及形狀等信息。控制系統(tǒng)通過特殊算法處理監(jiān)測到的信息，計算并修正機器人或自動焊接專機軌跡的偏差，完成焊縫跟蹤。目前，該系統(tǒng)的檢測精度已達(dá)0.05毫米，焊縫跟蹤速度10米/分鐘，可以支持40余種機器人品牌即插即用，并為近百種焊縫類型參數(shù)提供配套支持。
　　
　　趙治軍指出，弧光、環(huán)境光、磁場、高頻干擾等痛點，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材質(zhì)產(chǎn)生的干擾光，會對焊縫圖像的采集造成影響。諸如此類的問題，使英萊科技激光視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)研發(fā)團隊面臨著嚴(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)確鎖定焊縫特征點位置，實現(xiàn)穩(wěn)定的焊縫跟蹤。趙治軍強調(diào)：“我們的技術(shù)團隊正在積極應(yīng)用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，基于包含超一千項現(xiàn)場數(shù)據(jù)的焊縫圖像數(shù)據(jù)庫，對多種類焊縫進(jìn)行專門的圖像算法優(yōu)化訓(xùn)練。”他進(jìn)一步道，英萊科技目前已經(jīng)成功開發(fā)出弧光、飛濺、高頻工況下，以及針對鏡面反光材質(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，激光視覺焊縫跟蹤技術(shù)的應(yīng)用需針對工件材質(zhì)及焊縫類型進(jìn)行考量。例如，在工程機械及車輛、鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)，常見的多為中厚板的對接、搭接、角接類焊縫；而在壓力容器、管道行業(yè)，常見的多為薄板的對接、搭接類焊縫。
　　
　　在產(chǎn)品適配層面，英萊科技已針對不同工件材質(zhì)及焊縫類型研發(fā)了4個系列、10余款產(chǎn)品型號的激光視覺傳感器并投入市場。這些產(chǎn)品的視距范圍為81毫米～754毫米，覆蓋了市場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。英萊科技激光視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)使工業(yè)機器人具備自主識別和矯正功能，顯著降低生產(chǎn)現(xiàn)場的編程工作量，并提高焊接合格率。“我們始終將年營業(yè)額20%以上作為研發(fā)投入，來保證研發(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，專注于細(xì)分領(lǐng)域，企業(yè)可以更專注于自身核心業(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，通過聯(lián)合研發(fā)平臺、技術(shù)交流，以及共同研究等方式，持續(xù)推動技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)單項技術(shù)衍生多元化產(chǎn)品和差異化性能，增強企業(yè)在同類產(chǎn)品市場中的核心競爭力。
　　
　　工業(yè)機器人被稱為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”。激光視覺傳感器是工業(yè)機器人的重要的核心零部件之一，融合了機械工程學(xué)、計算機科學(xué)、電子工程學(xué)等多學(xué)科技術(shù)，對企業(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細(xì)分領(lǐng)域已深耕近十年，期間積累了90余項專利及軟著，產(chǎn)品所占國內(nèi)市場份額排名前二。自2015年起，英萊科技成功研發(fā)出激光視覺與工業(yè)機器人在焊接、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。2019年，英萊科技利用核心技術(shù)形成應(yīng)用優(yōu)勢，設(shè)計并開發(fā)了多款智能機器人裝備，為河北國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，英萊科技已為國內(nèi)外多家耐火行業(yè)提供設(shè)備與技術(shù)支持，同時不斷優(yōu)化和拓展激光視覺產(chǎn)品，積極開拓智能制造的新領(lǐng)域。隨著國內(nèi)智能制造的升級，英萊科技面臨更多的品牌競爭。趙治軍指出，多元化競爭的產(chǎn)業(yè)格局將為英萊科技帶來技術(shù)創(chuàng)新壓力，同時也為市場增添活力。
　　
　　成果轉(zhuǎn)化，政策助力企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展
　　
　　當(dāng)前，國家高度重視機器人企業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化，發(fā)布了一系列政策以支持機器人產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場景的落地。唐山出臺《唐山市機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展支持政策》，在推動與具有行業(yè)影響力的科研院所、頭部企業(yè)及研究機構(gòu)、機器人工程設(shè)計院合作方面，趙治軍表示，希望政府能夠建立信息平臺，廣泛征集省內(nèi)外對機器人應(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
　　
　　英萊激光視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)正在積極拓展國際市場，并以此為契機，尋求海外業(yè)務(wù)增長點，從而提升企業(yè)國際知名度。“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)明專利。”趙治軍在談及英萊科技海外布局時說道。目前，英萊科技核心產(chǎn)品已經(jīng)成功銷往歐美、南美、中東等10多個國家和地區(qū)，并與當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)建立了穩(wěn)定的長期合作關(guān)系，藉此建立海內(nèi)外客戶供需聯(lián)系網(wǎng)，幫助企業(yè)實現(xiàn)發(fā)展的良性循環(huán)。