【塑料機械網(wǎng) 明星企業(yè)】2021年10月,HRG團隊為運動鞋頭部品牌安踏集團某制鞋廠打造的“擬人化搽膠系統(tǒng)”順利進入試用階段。這一案例在為客戶帶來效益的同時,也標志著HRG借助產(chǎn)品和技術(shù)優(yōu)勢,在“隨機性”和“經(jīng)驗性”占主導的手工業(yè)和輕工業(yè)領域,開辟了為客戶提供智能化價值的路徑。
自主研發(fā) 從單體到方案
2019年,HRG在世界機器人大會現(xiàn)場展出了一款當時新近研發(fā)的六自由度并聯(lián)共融機器人。這款由HRG合肥研究院項目團隊開發(fā)的機器人展示了主要功能:可以通過直接交互示教快速學習掌握復雜工藝手法,進行高精度、高速度的工藝操作。
2021年,以這款機器人產(chǎn)品為基礎硬件,項目團隊借助自主設計開發(fā)的“擬人化搽膠系統(tǒng)”,成功為國產(chǎn)運動鞋品牌安踏的某制鞋廠服務。
該“擬人化搽膠系統(tǒng)”經(jīng)過多次調(diào)試和優(yōu)化,已于10月底進入試生產(chǎn)階段,在為客戶提升質(zhì)量和效率的同時,實現(xiàn)了安全環(huán)保作業(yè)。
這一案例,是團隊自主研發(fā)的“擬人化搽膠系統(tǒng)”在制鞋業(yè)的一次成功落地實踐,該系統(tǒng)能夠在傳統(tǒng)的手工搽膠生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)揮重要作用。
應用方向 瞄準復雜工藝
制鞋業(yè)是一個非常傳統(tǒng)的行業(yè),生產(chǎn)前期需要依靠大量手工作業(yè)去完成。隨著制鞋業(yè)的發(fā)展,行業(yè)對高精度、高效率自動化設備需求、社會對綠色環(huán)保需求、勞動者對健康工作環(huán)境需求都日漸提高。
相比于其他解決方案,擬人化搽膠系統(tǒng)專注的是輕工業(yè)和手工業(yè)領域的搽膠生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
輕工業(yè)和手工業(yè)領域,工藝手法具有經(jīng)驗性、工件通常具有非標性、實施過程具有隨機性。對工作路徑的精度要求更高、操作手法也更復雜。這些特性都提高了行業(yè)實現(xiàn)自動化的門檻。
從某種意義上講,實現(xiàn)機器換人,手工業(yè)和輕工業(yè)遇到的難度比重工業(yè)更大。
在接受HRG繁星學院創(chuàng)新說欄目采訪時,項目團隊的主要負責人趙龍海闡述了帶隊選擇行業(yè)賽道的初衷:真正能超越國外競爭者的機會或許在于手工業(yè)、輕工業(yè),解決那些他們也沒能解決好的問題。
三大部分 展示智能搽膠優(yōu)勢
HRG擬人化搽膠系統(tǒng)主要由云信息系統(tǒng)、并聯(lián)共融機器人系統(tǒng)、全景視覺系統(tǒng)三部分組成??蓪崿F(xiàn)高品質(zhì)、高效率的自動化鞋底搽膠。
NO.1 云信息系統(tǒng)
云信息系統(tǒng)可適應大、中、小型鞋廠的需求,支持快速便捷地模塊化組線,實現(xiàn)云端調(diào)度、監(jiān)測、報警和升級維護。
云信息系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)和云平臺技術(shù)建立,可實時采集各個工位的信息,是整個產(chǎn)線的調(diào)度中樞。
模塊組線定制:針對不同鞋型、尺碼、工藝需求,可由該數(shù)字化工廠模塊化組裝定制生產(chǎn)線,匹配實際需求。
生產(chǎn)進度跟蹤:產(chǎn)能、能耗、效率、良品率等生產(chǎn)指標數(shù)據(jù),可實現(xiàn)實時反饋,可根據(jù)需求調(diào)整生產(chǎn)計劃,靈活方便。
產(chǎn)線狀態(tài)監(jiān)測:通過云監(jiān)控、云日志,實時監(jiān)測設備運行狀況,報警信息自動推送。
系統(tǒng)遠程維護:及時發(fā)現(xiàn)并遠程排除產(chǎn)線運行過程中出現(xiàn)的問題,實時更新系統(tǒng),提高維護效率降低成本。
NO.2 并聯(lián)共融機器人系統(tǒng)
并聯(lián)共融機器人系統(tǒng)由并聯(lián)機器人構(gòu)成??珊唵?、快速地獲取熟練工種的搽膠經(jīng)驗手法,在線自適應生成擬人化、精準快速平穩(wěn)的機器人搽膠軌跡。
團隊自主研發(fā)的輕巧型并聯(lián)共融機器人,具有易用、精確、高效、安全等四大突出特點優(yōu)勢。不僅可以通過直接交互示教快速學習掌握復雜工藝手法,而且精度和效率優(yōu)于人工。
工藝定制快:快速獲取工人的操作手法,通過機器人工藝規(guī)劃系統(tǒng)準確生成搽膠軌跡;一次操作即可完成手法示教,簡單快速。
軌跡精度高:并聯(lián)機器人結(jié)構(gòu)剛度大,末端重復定位精度可達±0.02毫米,軌跡精度可達±0.5毫米。
作業(yè)速度快:按生產(chǎn)需求實時調(diào)節(jié)生產(chǎn)線作業(yè)速度,可實現(xiàn)90-120雙/小時的生產(chǎn)速度,通常情況下,一臺機器可至少替代2個工人。
停機時間短:輕巧并聯(lián)機器人工作空間可同時覆蓋兩只鞋,實現(xiàn)無間歇變更搽膠工位,實現(xiàn)24小時不停歇工作,提高使用效率。
NO.3 全景視覺系統(tǒng)
針對各種鞋型,全景視覺系統(tǒng)能準確、高效地識別鞋型輪廓,呈現(xiàn)完整點云,識別鞋型偏差變形。分析計算鞋型安裝偏差和形變偏差,用于機器人軌跡補償修正。
快速提取輪廓:系統(tǒng)獲取復雜鞋型全景輪廓點云數(shù)據(jù),在5秒內(nèi)分析提取有效信息,快速識別關(guān)鍵特征,完成輪廓提取。
提高搽膠精度:柔性配準算法,可識別獲取鞋材之間的一致性偏差,并實時反饋機器人控制系統(tǒng),在膠刷工具端予以自動補償,保證搽膠精度±0.5mm;
無需標準楦頭:自主開發(fā)剛性配準算法,可自動計算并補償鞋楦/鞋模人工裝配帶來的安裝偏差,取締價格昂貴的標準楦頭,節(jié)約生產(chǎn)成本。
免去人工劃線:通過智能視覺系統(tǒng)分割識別算法,自動提取鞋、模交界線(邊墻線)等關(guān)鍵特征,免去劃線工序,節(jié)約生產(chǎn)成本。
持續(xù)深耕 為客戶提供價值
與行業(yè)傳統(tǒng)方案相比,擬人化搽膠系統(tǒng)在實現(xiàn)高效產(chǎn)能的同時,產(chǎn)線可適應多種鞋型同時在線生產(chǎn)。為企業(yè)有效節(jié)省人工、場地和設備等資源的投入,在提升質(zhì)量和效率的同時,實現(xiàn)安全環(huán)保作業(yè)。
以該系統(tǒng)為依托,目前團隊已為相關(guān)技術(shù)申請國內(nèi)外專利共計20余項,包括一種基于雙陀螺儀部件的六自由度并聯(lián)機器人,基于并聯(lián)機構(gòu)的輕型抓取裝置及其機械臂、機器人,一種球面并聯(lián)機構(gòu),一種動平臺具有重構(gòu)能力的球面并聯(lián)機構(gòu),一種基于平動并聯(lián)機構(gòu)的六自由度機械臂等多項發(fā)明專利,截至目前,已獲得授權(quán)專利10余項。
值得一提的是,HRG擬人化搽膠系統(tǒng)還可以應用到更多人機協(xié)作的交互式工作環(huán)境中,如分揀、理料、包裝等基礎場景,以及用于工業(yè)打磨、拋光、裝配等復雜工藝的學習與復現(xiàn)。
目前,該項目團隊已成立安徽智摹機器人科技有限公司,進入產(chǎn)業(yè)化運營。借助持續(xù)的技術(shù)沉淀和業(yè)務積累,聚焦作業(yè)需要傳承工人經(jīng)驗手法的一些輕工業(yè)行業(yè),團隊將為該領域客戶在智能化轉(zhuǎn)型中不斷提供價值。
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