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    協(xié)作機(jī)器人做船舶焊接,究竟能不能成?

    作者:小編 時(shí)間:2024/9/6 13:57:30

             從工信部發(fā)布的數(shù)據(jù)來(lái)看,截至2024年6月底,我國(guó)船舶手持訂單量17155萬(wàn)載重噸,同比增長(zhǎng)38.6%。僅2024年上半年的手持訂單量,就已超過(guò)2016-2023年任一年度的全年總量。

    進(jìn)入“高度景氣區(qū)間”的船舶工業(yè)面臨著“提速+保質(zhì)”交船的雙重挑戰(zhàn)。


    協(xié)作焊接的新“用武之地”


    根據(jù)高工機(jī)器人在調(diào)研中獲悉,焊接作為船舶建造工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,在一艘船的整體制造成本中占比約為30%,但自動(dòng)化率僅有5%左右。目前,焊縫短、結(jié)構(gòu)形式多樣的分段艙室等中組立,還是采用手工焊的方式進(jìn)行。


    在訂單量高速增長(zhǎng)之下,造船廠的交付壓力隨之加大,船舶焊接亟需可靠且高效的自動(dòng)化焊接方式替代一部分的傳統(tǒng)人工,助力緩解訂單交付的壓力。有需求的同時(shí),船舶行業(yè)對(duì)焊接自動(dòng)化設(shè)備的價(jià)格接受度較鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的高,更看重解決問(wèn)題的能力。


    瞄準(zhǔn)船舶焊接這一“風(fēng)口”,不少工業(yè)機(jī)器人本體廠商及集成商蜂擁而上,想要分羹些許。但在實(shí)際測(cè)試應(yīng)用中,眾人發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的示教型編程耗時(shí)長(zhǎng),且無(wú)法適應(yīng)工作空間狹窄,無(wú)法滿足船舶制造對(duì)高效、靈活和智能生產(chǎn)的需求。


    “免示教”焊接技術(shù)是產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)給出的其中一個(gè)主流解決方案,但這項(xiàng)技術(shù)仍處于早期發(fā)展階段,落地周期長(zhǎng),實(shí)際完成交付的較少。


    正是上述情況,給協(xié)作機(jī)器人廠商以躋身船舶焊接開了一個(gè)“縫”。


    為什么這么說(shuō)?


    理論上來(lái)說(shuō),協(xié)作機(jī)器人的易用性和靈活性使其天然更加適合船舶焊接。


    在靈活性上,協(xié)作機(jī)器人設(shè)計(jì)的初衷就是提高機(jī)器人的安全性,如其名,能夠與人協(xié)作,無(wú)需加裝安全圍欄。加之協(xié)作機(jī)器人的占地面積較小,自重普遍較輕,也就意味著,工人可以相對(duì)便捷地抱起協(xié)作機(jī)器人挪動(dòng)其位置,且對(duì)大工件、復(fù)雜異形件的適應(yīng)能力較高


    在極其狹窄的場(chǎng)景中,焊工需要趴著或是躺著以極不方便的姿勢(shì)完成焊接。在此場(chǎng)景中,焊工也可以把協(xié)作機(jī)器人當(dāng)作一個(gè)“工具”。


    在易用性上,協(xié)作機(jī)器人能夠通過(guò)拖動(dòng)示教路徑點(diǎn)的記錄,并配合相對(duì)易用的圖形化編程,降低對(duì)操作者的專業(yè)要求,普通一線操作工可在培訓(xùn)后上手。


    據(jù)高工機(jī)器人的調(diào)研了解,與工業(yè)機(jī)器人焊接相比,協(xié)作機(jī)器人焊接整體成本低了近一半。(價(jià)格的配置采用國(guó)產(chǎn)本體)


    一時(shí)間,市場(chǎng)對(duì)協(xié)作機(jī)器人的期待值瞬時(shí)拉滿。協(xié)作機(jī)器人企業(yè)緊盯這一“天時(shí)地利的縫”,作為工業(yè)機(jī)器人的“補(bǔ)充”也好,“替代”也好,希望在船舶焊接應(yīng)用中占有一席之地。


    反觀造船廠亦寄希望于協(xié)作機(jī)器人,去解決當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人尚未解決或是解決得并不好的細(xì)分應(yīng)用。此前業(yè)內(nèi)曾有傳聞稱,某造船廠計(jì)劃采購(gòu)約600臺(tái)協(xié)作機(jī)器人。(但高工機(jī)器人在近期調(diào)研中獲悉,這一計(jì)劃已產(chǎn)生變數(shù))



    協(xié)作船舶焊接,究竟能不能成?

    熱潮之下,聲音各異


    協(xié)作機(jī)器人在船舶焊接中的應(yīng)用,真的如理論與理想的那般好嗎?


    高工機(jī)器人在近期的走訪調(diào)研中了解到了一線船廠測(cè)試應(yīng)用的實(shí)際效果,也聽到了來(lái)自各路廠商的不同聲音,有人看好亦有人不看好。


    可以用一句話來(lái)總結(jié):理想很美好,現(xiàn)實(shí)很骨感,但請(qǐng)不要?dú)怵H。


    一家提供協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用解決方案的企業(yè)負(fù)責(zé)人對(duì)高工機(jī)器人表示:“船廠對(duì)協(xié)作機(jī)器人的理解就是比較好用的智能焊槍?!?/strong>


    但事實(shí)上,某造船廠負(fù)責(zé)人在接受高工機(jī)器人調(diào)研時(shí)直言:“最初協(xié)作機(jī)器人的賣點(diǎn)是在分段制作時(shí)使用,但事實(shí)上用起來(lái)還不如焊槍?!?/strong>


    他表示,協(xié)作機(jī)器人在實(shí)際的船舶焊接應(yīng)用中存在以下兩個(gè)情況:


    1、操作性還是不盡如人意,往往需要太長(zhǎng)的輔助時(shí)間,而不是立刻進(jìn)入焊接狀態(tài)。


    2、人工移動(dòng)看似方便,但仍難免出現(xiàn)磕碰甚至是掉落,問(wèn)題出現(xiàn)后,協(xié)作機(jī)器人的精度如何保障?


    就效率問(wèn)題來(lái)說(shuō),盡管是拖動(dòng)示教,但是協(xié)作機(jī)器人還沒開機(jī)就已經(jīng)耗費(fèi)了很多時(shí)間,效率太低了

    大連造船廠工具實(shí)業(yè)公司某技術(shù)負(fù)責(zé)人向高工機(jī)器人解釋道,協(xié)作焊接雖然可以拖動(dòng)示教,但只能定起點(diǎn)和終點(diǎn),只適用于組對(duì)精度基本沒有誤差的,中間焊縫如果有間隙就識(shí)別不了,還是要靠線激光相機(jī)去示教。

    再現(xiàn)實(shí)一點(diǎn)來(lái)講,在船廠嘈雜、惡劣的生產(chǎn)環(huán)境下,工人并不喜歡需要小心翼翼使用的機(jī)器。就這個(gè)問(wèn)題而言,一家協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)集成商的負(fù)責(zé)人對(duì)高工機(jī)器人表示,在部分造船廠中,不僅是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工人對(duì)自動(dòng)化設(shè)備有抵觸心理,甚至專門研究焊接工藝及自動(dòng)化的人也都對(duì)機(jī)器人等新事物有一些抗拒。

    某焊接系統(tǒng)集成商企業(yè)負(fù)責(zé)人對(duì)高工機(jī)器人表示,在他看來(lái),協(xié)作機(jī)器人只是船舶焊接的一個(gè)過(guò)渡性產(chǎn)品,最終還是要回歸使用工業(yè)機(jī)器人。

    高工機(jī)器人在調(diào)研走訪中聽到最多的聲音有兩種,其中一種是:“協(xié)作機(jī)器人廠商普遍不懂船舶焊接場(chǎng)景,或者說(shuō)理解得不夠深,因此沒法配套解決方案工藝?!?/strong>

    一位造船廠的焊接高級(jí)工程師直言:“不光協(xié)作機(jī)器人廠商,大部分(自動(dòng)化設(shè)備)廠商都在憑想象做產(chǎn)品,把造船想的和工程機(jī)械或者鋼結(jié)構(gòu)一樣?!?/strong>

    多位業(yè)內(nèi)人士均表示,船舶焊接比鋼結(jié)構(gòu)焊接要更難。船舶焊接主要以中厚板為主,涉及的焊縫結(jié)構(gòu)形式多樣,對(duì)應(yīng)需要的焊接工藝(諸如多層多道焊、激光復(fù)合焊等)也更加復(fù)雜,且現(xiàn)場(chǎng)工況復(fù)雜。

    多層多道焊、激光電弧復(fù)合焊對(duì)于協(xié)作機(jī)器人而言難度較大,就連工業(yè)機(jī)器人能夠做到的厚度以及實(shí)現(xiàn)的效果都十分有限。某協(xié)作機(jī)器人本體廠商坦言,這對(duì)大家(協(xié)作機(jī)器人廠商)來(lái)說(shuō)仍是入門的階段。

    加上船廠裝配精度并不算高,盡管是相同結(jié)構(gòu)的工件也存在一定的偏差,焊縫精度偏差較大,協(xié)作機(jī)器人面對(duì)新的工件就需要重新拖動(dòng)示教,操作工作量巨大,效率難提升。

    放下幻想,先解決一部分問(wèn)題?

    有意思的是,造船廠對(duì)自動(dòng)化設(shè)備廠商有“怨言”,自動(dòng)化設(shè)備廠商同樣也對(duì)造船廠有“不滿”。

    上文所提:
    高工機(jī)器人在調(diào)研走訪中聽到最多的聲音有兩種,其中一種是:“協(xié)作機(jī)器人廠商普遍不懂船舶焊接場(chǎng)景,或者說(shuō)理解得不夠深,因此沒法配套解決方案工藝?!?/span>

    而高工機(jī)器人聽到最多的另一種聲音則是:“造船廠等終端用戶對(duì)機(jī)器人、機(jī)器視覺等自動(dòng)化設(shè)備有著不切實(shí)際的幻想和期待,但事實(shí)上機(jī)器人能夠解決的應(yīng)用本來(lái)就是有限的?!?/strong>

    一家企業(yè)在接受高工機(jī)器人的調(diào)研時(shí)直言,客戶愿意出的錢并不多,但卻期望擁有具身智能焊接人”,能夠直接替代焊工。這對(duì)于提供設(shè)備的廠商而言,根本無(wú)法在成本和功能、性能上找到結(jié)合點(diǎn)。

    “終端客戶對(duì)機(jī)器人和機(jī)器視覺的理解過(guò)于粗暴了,覺得機(jī)器人(無(wú)論協(xié)作或工業(yè))就像人一樣,加上機(jī)器視覺的機(jī)器人就更加無(wú)所不能了。”一家焊接系統(tǒng)集成商企業(yè)負(fù)責(zé)人對(duì)高工機(jī)器人表示。

    那么,協(xié)作機(jī)器人的船舶焊接路究竟還能走下去嗎?

    一家造船廠的技術(shù)負(fù)責(zé)人表示,更看好“協(xié)作機(jī)器人+AGV+機(jī)器視覺”的融合應(yīng)用,認(rèn)為更符合船廠的實(shí)際情況。

    但也有協(xié)作機(jī)器人本體廠商表示,更看好移動(dòng)式的小推車工作站,即協(xié)作機(jī)器人+小推車。他認(rèn)為,加上AGV/AMR的造價(jià)太高,船舶場(chǎng)景也跑不了移動(dòng)底盤,價(jià)值不大。

    跡象表示,市場(chǎng)正在構(gòu)想是否可以用:①“協(xié)作機(jī)器人+免示教+移動(dòng)”方案、②磁吸底座方案,去解決當(dāng)下船舶焊接中的部分問(wèn)題。

    已有幾家協(xié)作機(jī)器人本體廠商與3D結(jié)構(gòu)光、線激光相機(jī)企業(yè)接觸,合作開拓協(xié)作機(jī)器人的免示教解決方案。

    一家協(xié)作機(jī)器人本體廠商在接受高工機(jī)器人的調(diào)研時(shí)表示,方案目前看來(lái)是可以用的,但還需要去現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),以及調(diào)研客戶對(duì)免示教方案的價(jià)格接受度、落地的難易程度等,后期維護(hù)也可以預(yù)見存在挑戰(zhàn)。

    不過(guò)這樣下來(lái),成本必然增加。某大型造船廠的焊接負(fù)責(zé)人表示:“相信廠商會(huì)把這個(gè)價(jià)格打下去的?!?/strong>

    “骨頭”雖硬,但是“補(bǔ)”啊
    該上還得上

    面對(duì)一個(gè)新場(chǎng)景、新應(yīng)用,市場(chǎng)中有截然不同的看法十分正常。有人看好,有人不看好,這都不是最重要的,最重要的是設(shè)備廠商是否有“啃”下這塊硬骨頭的決心與行動(dòng),以及終端用戶是否真的給足了配合與耐心。

    再次回到前面對(duì)此次調(diào)研總結(jié)的那句話:理想很美好,現(xiàn)實(shí)很骨感,但請(qǐng)不要?dú)怵H。

    協(xié)作船舶焊接究竟是否能成,就交給時(shí)間去回答吧。



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