【塑料機(jī)械網(wǎng) 明星企業(yè)】2021年10月,HRG團(tuán)隊(duì)為運(yùn)動(dòng)鞋頭部品牌安踏集團(tuán)某制鞋廠打造的“擬人化搽膠系統(tǒng)”順利進(jìn)入試用階段。這一案例在為客戶帶來效益的同時(shí),也標(biāo)志著HRG借助產(chǎn)品和技術(shù)優(yōu)勢(shì),在“隨機(jī)性”和“經(jīng)驗(yàn)性”占主導(dǎo)的手工業(yè)和輕工業(yè)領(lǐng)域,開辟了為客戶提供智能化價(jià)值的路徑。
自主研發(fā) 從單體到方案
2019年,HRG在世界機(jī)器人大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)展出了一款當(dāng)時(shí)新近研發(fā)的六自由度并聯(lián)共融機(jī)器人。這款由HRG合肥研究院項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開發(fā)的機(jī)器人展示了主要功能:可以通過直接交互示教快速學(xué)習(xí)掌握復(fù)雜工藝手法,進(jìn)行高精度、高速度的工藝操作。
2021年,以這款機(jī)器人產(chǎn)品為基礎(chǔ)硬件,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)借助自主設(shè)計(jì)開發(fā)的“擬人化搽膠系統(tǒng)”,成功為國(guó)產(chǎn)運(yùn)動(dòng)鞋品牌安踏的某制鞋廠服務(wù)。
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(jìn)入試生產(chǎn)階段,在為客戶提升質(zhì)量和效率的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了安全環(huán)保作業(yè)。
這一案例,是團(tuán)隊(duì)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(shí)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(yīng)用方向 瞄準(zhǔn)復(fù)雜工藝
制鞋業(yè)是一個(gè)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(duì)高精度、高效率自動(dòng)化設(shè)備需求、社會(huì)對(duì)綠色環(huán)保需求、勞動(dòng)者對(duì)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(lǐng)域的搽膠生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
輕工業(yè)和手工業(yè)領(lǐng)域,工藝手法具有經(jīng)驗(yàn)性、工件通常具有非標(biāo)性、實(shí)施過程具有隨機(jī)性。對(duì)工作路徑的精度要求更高、操作手法也更復(fù)雜。這些特性都提高了行業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的門檻。
從某種意義上講,實(shí)現(xiàn)機(jī)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(xué)院創(chuàng)新說欄目采訪時(shí),項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的主要負(fù)責(zé)人趙龍海闡述了帶隊(duì)選擇行業(yè)賽道的初衷:真正能超越國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)者的機(jī)會(huì)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(shì)
HRG擬人化搽膠系統(tǒng)主要由云信息系統(tǒng)、并聯(lián)共融機(jī)器人系統(tǒng)、全景視覺系統(tǒng)三部分組成??蓪?shí)現(xiàn)高品質(zhì)、高效率的自動(dòng)化鞋底搽膠。
NO.1 云信息系統(tǒng)
云信息系統(tǒng)可適應(yīng)大、中、小型鞋廠的需求,支持快速便捷地模塊化組線,實(shí)現(xiàn)云端調(diào)度、監(jiān)測(cè)、報(bào)警和升級(jí)維護(hù)。
云信息系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)和云平臺(tái)技術(shù)建立,可實(shí)時(shí)采集各個(gè)工位的信息,是整個(gè)產(chǎn)線的調(diào)度中樞。
模塊組線定制:針對(duì)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(shí)際需求。
生產(chǎn)進(jìn)度跟蹤:產(chǎn)能、能耗、效率、良品率等生產(chǎn)指標(biāo)數(shù)據(jù),可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)反饋,可根據(jù)需求調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃,靈活方便。
產(chǎn)線狀態(tài)監(jiān)測(cè):通過云監(jiān)控、云日志,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀況,報(bào)警信息自動(dòng)推送。
系統(tǒng)遠(yuǎn)程維護(hù):及時(shí)發(fā)現(xiàn)并遠(yuǎn)程排除產(chǎn)線運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題,實(shí)時(shí)更新系統(tǒng),提高維護(hù)效率降低成本。
NO.2 并聯(lián)共融機(jī)器人系統(tǒng)
并聯(lián)共融機(jī)器人系統(tǒng)由并聯(lián)機(jī)器人構(gòu)成??珊?jiǎn)單、快速地獲取熟練工種的搽膠經(jīng)驗(yàn)手法,在線自適應(yīng)生成擬人化、精準(zhǔn)快速平穩(wěn)的機(jī)器人搽膠軌跡。
團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的輕巧型并聯(lián)共融機(jī)器人,具有易用、精確、高效、安全等四大突出特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。不僅可以通過直接交互示教快速學(xué)習(xí)掌握復(fù)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(jī)器人工藝規(guī)劃系統(tǒng)準(zhǔn)確生成搽膠軌跡;一次操作即可完成手法示教,簡(jiǎn)單快速。
軌跡精度高:并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)剛度大,末端重復(fù)定位精度可達(dá)±0.02毫米,軌跡精度可達(dá)±0.5毫米。
作業(yè)速度快:按生產(chǎn)需求實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)生產(chǎn)線作業(yè)速度,可實(shí)現(xiàn)90-120雙/小時(shí)的生產(chǎn)速度,通常情況下,一臺(tái)機(jī)器可至少替代2個(gè)工人。
停機(jī)時(shí)間短:輕巧并聯(lián)機(jī)器人工作空間可同時(shí)覆蓋兩只鞋,實(shí)現(xiàn)無間歇變更搽膠工位,實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不停歇工作,提高使用效率。
NO.3 全景視覺系統(tǒng)
針對(duì)各種鞋型,全景視覺系統(tǒng)能準(zhǔn)確、高效地識(shí)別鞋型輪廓,呈現(xiàn)完整點(diǎn)云,識(shí)別鞋型偏差變形。分析計(jì)算鞋型安裝偏差和形變偏差,用于機(jī)器人軌跡補(bǔ)償修正。
快速提取輪廓:系統(tǒng)獲取復(fù)雜鞋型全景輪廓點(diǎn)云數(shù)據(jù),在5秒內(nèi)分析提取有效信息,快速識(shí)別關(guān)鍵特征,完成輪廓提取。
提高搽膠精度:柔性配準(zhǔn)算法,可識(shí)別獲取鞋材之間的一致性偏差,并實(shí)時(shí)反饋機(jī)器人控制系統(tǒng),在膠刷工具端予以自動(dòng)補(bǔ)償,保證搽膠精度±0.5mm;
無需標(biāo)準(zhǔn)楦頭:自主開發(fā)剛性配準(zhǔn)算法,可自動(dòng)計(jì)算并補(bǔ)償鞋楦/鞋模人工裝配帶來的安裝偏差,取締價(jià)格昂貴的標(biāo)準(zhǔn)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(shí)別算法,自動(dòng)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(jià)值
與行業(yè)傳統(tǒng)方案相比,擬人化搽膠系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)高效產(chǎn)能的同時(shí),產(chǎn)線可適應(yīng)多種鞋型同時(shí)在線生產(chǎn)。為企業(yè)有效節(jié)省人工、場(chǎng)地和設(shè)備等資源的投入,在提升質(zhì)量和效率的同時(shí),實(shí)現(xiàn)安全環(huán)保作業(yè)。
以該系統(tǒng)為依托,目前團(tuán)隊(duì)已為相關(guān)技術(shù)申請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專利共計(jì)20余項(xiàng),包括一種基于雙陀螺儀部件的六自由度并聯(lián)機(jī)器人,基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的輕型抓取裝置及其機(jī)械臂、機(jī)器人,一種球面并聯(lián)機(jī)構(gòu),一種動(dòng)平臺(tái)具有重構(gòu)能力的球面并聯(lián)機(jī)構(gòu),一種基于平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的六自由度機(jī)械臂等多項(xiàng)發(fā)明專利,截至目前,已獲得授權(quán)專利10余項(xiàng)。
值得一提的是,HRG擬人化搽膠系統(tǒng)還可以應(yīng)用到更多人機(jī)協(xié)作的交互式工作環(huán)境中,如分揀、理料、包裝等基礎(chǔ)場(chǎng)景,以及用于工業(yè)打磨、拋光、裝配等復(fù)雜工藝的學(xué)習(xí)與復(fù)現(xiàn)。
目前,該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已成立安徽智摹機(jī)器人科技有限公司,進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化運(yùn)營(yíng)。借助持續(xù)的技術(shù)沉淀和業(yè)務(wù)積累,聚焦作業(yè)需要傳承工人經(jīng)驗(yàn)手法的一些輕工業(yè)行業(yè),團(tuán)隊(duì)將為該領(lǐng)域客戶在智能化轉(zhuǎn)型中不斷提供價(jià)值。
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