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我院專家在2019中國打磨拋光機器人發（fā）展論壇的演講實錄
發布時間：2019-6-4
我叫韓明宇，來自國機智（zhì）能技術（shù）研究院，我今（jīn）天分享的題目：機器人打磨拋光技術的應用與實踐。
從四個方（fāng）麵分（fèn）享：我與團隊做的一些（xiē）案例，這些案例中得到一些啟示，經驗和解決方案，最後是我對這個行業未來的暢想。
案例分享
國外一些先（xiān）進的技術分享給大家，然後是我做的三個項目。這是一個德國（guó）企（qǐ）業在中國一家鑄造龍頭（tóu）做的案例。這個德國機器人公司，首先是一個百年企業從機床行業起家，他們（men）擁有全自動氣浮型六維順從機構的全球專利和20年的（de）機器人打磨工藝經驗。我國的機器人打磨（mó）工（gōng）藝（yì），大（dà）多（duō）做到鑄鐵、鑄鋼（gāng）、銅合金、鋁合金，而這家（jiā）企業對於工藝的探索已經到了晶像級別，所以（yǐ）時間的積累還（hái）是沉澱出了很多（duō）東西。
這是一家加拿大的機器人公司，他們在航空發動機葉片領（lǐng）域研究了20年，他們做的葉片（piàn）打磨拋光設備全（quán）球領先，波音、空客、羅（luó）羅都是他們的客戶。剛才很多嘉賓講到，我們做好（hǎo）機器人打磨拋光需要力覺的傳感、視覺的傳感，而他們做的葉片視頻不需要力覺、視覺，能保證加工精度達到3個μm，操作工也不需要進行機器人的編程，能（néng）夠完成各種葉片的全部位拋光，這是非常厲害的。
這是一家美國的公司（sī），他們原本是鑄造行業鑄造生產線的企業，後來後延到采用機器人做鑄造（zào）後處理。特別（bié）在超大扭（niǔ）矩的切割磨削方案，我們常（cháng）規（guī）的想法，這（zhè）種工藝（yì）已經不適合機器人操作的（de），他們也可以做。不止能做，還能遠程操控，利用視覺技術和VR通過眼（yǎn）鏡對操作（zuò）工進行指導，還有人工（gōng）-半自動-全自動的編程方式等可選。
然後看（kàn）一下我（wǒ）們是怎麽做的，這是我做的（de）第（dì）一（yī）個項目，對我印象（xiàng）很深刻，估計會（huì）影響我一生。這是（shì）一關船用推進器，也就是螺旋槳（jiǎng）的打磨（mó）。工件是一個複（fù）雜（zá）的曲線且各種不同（tóng），它的材料是鎳鋁青銅、錳鋁青銅。工藝上完成平整拋光到壓花，驗收標準是蘇聯的標準，沿用60年代的，非常（cháng）苛刻。我（wǒ）們（men）做到超高的合格率。
為什（shí）麽要提到驗收標準？這個項目驗收的（de）時候，在螺旋槳任選52個相（xiàng）關點，這52個相關點的坐標是有要求的，正常（cháng）人打磨的坐標，隻要40個合格，這個工件就合格了，我們能做（zuò）到（dào）50個。我們的合格（gé）率從80%提高到95%。
但是這個項目也有很多問題，剛才也有很多人提到，機（jī）器人打磨項目有（yǒu）很長的研（yán）發投入和研發周期。我們能也遇到（dào）了，而且這個項目尤（yóu）為明顯。當（dāng）然這個項目很難，最終通過（guò）借助於ATI的（de）技術，我們自己總結的一些經驗，通過不斷的（de）調整，把曲麵打的非常好。但是一些過渡性的調整卻花了我們很（hěn）多（duō）時間（jiān）。
我想提一個故事，我們做了3萬元的焊接（jiē）刀架，什麽刀架（jià）呢？大家可（kě）以理解為書架，都是人工（gōng）焊出來的。我們刀架價值3萬元，是一個8米長，3米高的架（jià）子，裏麵放（fàng）滿（mǎn）了可行的不可行的好用的不好用（yòng）的做螺旋（xuán）槳的刀具，這個研發成本怕是（shì）比霍總（zǒng）提到的研發投入要高出很多。
這是大型鑄造件切（qiē）割打磨方案，2016年交付，產品是木模鑄造的，突出的特點是每個工件都不一樣，木模修不修不一樣，工件的毛刺從3毫米到（dào）8毫米，工件自身差異也要有2-3毫米。同時切割（gē）這個動作對於機器人的挑戰也非常大，設備還要兼（jiān）顧8種同類產品的工（gōng）作，對我們的要求是10分（fèn）鍾完成一個產品，但是人做形狀最規整的3公分（fèn）的工（gōng）件要30分鍾。我們完（wán）成了客戶提出（chū）的要求。
這麽大的（de）去（qù）料量對（duì）刀具的（de）壽命（mìng）提出了很高的要求，我們總結了如何去平衡刀具的自銳（ruì）性和刀具壽命之間的關係，采（cǎi）用哪種獨特的關係的刀具性價比最（zuì）高。針對複（fù）雜的工況，零部件的情況，我（wǒ）們引入了機器視覺。包括惡劣的施工（gōng）環境，如何在這種惡劣的施工環（huán）境，我們總結了相關（guān）的（de）施工經驗與作業指導。
褲子沒跑，眼鏡確跑了。我是穿褲（kù）子的人，當時在現場施工，我穿了一條不錯的褲子，家人幫我洗，洗出來再穿穿吧，我說扔了吧，她幫我洗完成（chéng）後，和我說這條褲子扔了吧，現場（chǎng）環境就是這樣。眼鏡（jìng）跑了，我們有（yǒu）一個同事，他不（bú）習慣（guàn）戴護目鏡（jìng），戴了兩（liǎng）個月之後（hòu）人（rén）堅持不住，跑（pǎo）了。這個行業，特（tè）別是機器人打磨拋光行業，更加缺乏人才，缺少吃苦耐勞，既懂機器人，又懂工藝，還能堅（jiān）守在這麽惡劣環境下的人才（cái）。
超（chāo）大型鑄造件磨削係統，這張不方便拍照。這個工件是直徑18米（mǐ），重量差不多180噸左右，去料量在1毫米，這麽大的磨削量除了要對係統進行實時（shí）補償，還要求我們（men）係統具有（yǒu）很高的（de）扭矩。每個產品，我們圖片上看到的是6個葉的，有5個葉的，還有4個葉的，每個大小（xiǎo）又都不一樣。如果人工幹，一個班組要幹一（yī）個月，我們設備要連續幹，幹20天。怎麽實現20天的（de）連續工作，我們在這個工（gōng）藝上是有獨特設計的。這個項目也是蘇聯的驗收標準，它的驗收標準是在一個葉片（piàn）上（shàng）掛10公斤的重物，這個槳（jiǎng）得轉起來（lái）。
剛才說不讓大家拍照，為什（shí）麽呢？我原（yuán）本幹這個項目，也不（bú）想再幹這一行，為什麽？因為銅粉沫在身上是（shì）洗不（bú）掉的，每天洗澡（zǎo）都洗不掉。但是後來我為（wéi）什麽堅定決心呢？甲方（fāng）領導對我說小韓，咱們這個槳幹嘛的，知道（dào）嗎（ma）？他說（shuō）是放在這個船上（shàng）的，就（jiù）是我們遼（liáo）寧艦，這是國家或者軍事實力的儲（chǔ）備，我本身又（yòu）是遼寧人，又（yòu）能盡自（zì）己的微薄之力，我覺得這種榮譽感是不言而喻的。
啟示與關鍵（jiàn）
看看這些項目有什麽特（tè）點，在哪些方麵應用（yòng）了哪些關（guān）鍵的技術。工藝複雜，材（cái）質不一，要求有大量的試錯成（chéng）本。今天這把刀很好用，明天到別的地方就不一（yī）定了（le）。驗收標準非常苛刻，還（hái）有的沒有驗收標準，比如說螺旋槳不告訴你打成什麽樣（yàng），他告訴（sù）你合格就合格了。少（shǎo）有成熟的標（biāo）準解決方案（àn）案例，如果這是個焊接項目，我可（kě）以找到（dào）之前成功的案例，學習一下可以用，但是拋光打（dǎ）磨沒有。嚴酷的施工環境，對設（shè）備和人都（dōu）提出了更高的要求，沒有統一的評價標準，後（hòu）續（xù）會產生很多的扯皮，工人如何去操作，項目如何去（qù）驗收，包括一些技術性的短板，特別（bié）是像我之前提到的軍工項目，肯定是希望用一些（xiē）國內可靠的傳感器或核心零部件，但這些技術國內往（wǎng）往還沒有突破。
總結一下，這些項目難度大、周期長，工（gōng）藝複雜、技術（shù）無參考、人（rén）員（yuán）經（jīng）驗不豐富、驗收無標準。我們怎樣保證呢？從係統工（gōng）程學來講，我們需要有健全的項（xiàng）目管理製度，要有可靠的機械設計，這個設計既要保證高（gāo）塵、高衝擊、高幹擾的情況下能夠使用。同時，我們的精密控製技術保證無論在（zài）什麽情況下都不能傷（shāng）人。全麵的傳感器技術，很多東西要測的準，也要打的準，磨的準，要有成熟的客戶溝通技巧。
經驗和解決方案
成功要素，首先得有一個優秀的團隊基礎（chǔ），要有多年的實戰經（jīng）驗，項目管理人員團隊和客戶的支持。
我們的企（qǐ）業（yè），我們是國機智能技術（shù）研究院，可以向霍（huò）總說的那樣（yàng）是一個國家隊，但我最驕（jiāo）傲的不（bú）是企業的性質（zhì），驕傲的是有100人左右的研發團隊，有10名（míng）左右的博士來支（zhī）撐（chēng）後援，他們為我們提供了最好的技術支持。
我們的（de）項目（mù）管（guǎn）理（lǐ），針對這些項（xiàng）目的財務管理，有獎懲製度，從采購到運輸，到最終維（wéi）護，有項目的人（rén）員管理，有項目的總結。
我們的人員團（tuán）隊，有高級機械工程師、高級（jí）電氣工程師、高級視（shì）覺工程師，如果這（zhè）些東西把它換成焊接，我們遍地都可以找得到，誰家都（dōu）有，整個中國不誇張，發一點簡曆招（zhāo）來30個人都有可能。但是換成打磨行業，可能花30天時間找到1個（gè）人吧。
機器人打磨（mó）拋光跟其他應用在客戶溝通（tōng）上又有什麽區別呢？我們跟客（kè）戶的溝通，很多客戶覺得我這個件給了你，你（nǐ）就應該把我這個100%解決了。但是以現在的技術來看，很（hěn）多情況是做不到的。所以我們跟客戶交流的時候就把這個技術對接好，哪些是我們能夠實現的，哪些是確實有難度的，能夠（gòu）突破的，我們分步進行。商務對接，這些項目有好多研發投入，這些會給客（kè）戶帶來了成本，但是我們也要跟客戶溝通清楚。售後培訓，像我們之前做的項目都是（shì）特（tè）大的項目，它的安全（quán）、操作性（xìng）。設備損壞了沒有關係，可能我們還有方法進行補救。一旦把工件損壞了，一（yī）個工件頂10個設備，這樣產生的影響就很大了。然後長期的跟蹤和（hé）總結，為我（wǒ）們之後的經驗，包括之後的項目（mù）打下基礎（chǔ），同（tóng）樣（yàng），這些需要（yào）我們客戶團隊從采（cǎi）購、技術、使用、維護等各方麵（miàn）的配合。
經驗分享，我們的經（jīng）驗，在之前的三個（gè）案例中也有講（jiǎng）到，大家剛才也講了打（dǎ）磨項（xiàng）目都要除塵，但如何在（zài）防爆的情況下進行除塵（chén），如何在18米的工藝上進行除塵，對它們進行（háng）操作，我們有更多的經驗。包括在這些特大型的，如何在特大型的材料進行運輸和裝配（pèi），如何在特種環境下（xià）進行調（diào）試等等我們都有一（yī）定（dìng）的（de）經驗。大家對這三個案例或者類（lèi）似的（de）東西感興（xìng）趣，可以（yǐ）會後進行深入交流（liú）。
未來
我對整個行業提出未來展（zhǎn）望。首先，整個團隊應該繼續更多資金的支持，有（yǒu）更多的（de）人和人才的培養製度，每（měi）個從業者都應該有更明確的定位，更好的擔當，對未來要有更好的願景。
剛才（cái）說機器人產品，我也想到（dào）了機器人都有鑄造版的，沒有打磨（mó）版的，無論是國內（nèi）外的各個品牌或各個（gè）方向，反（fǎn）而我知道有一些國（guó）內的機器人進行了定製開發（fā），比如（rú）我們自（zì）己（jǐ）的品（pǐn）牌機器人，可能在汽車應用上（shàng）進行了（le）部分的定製，未來可能（néng）有麵向打磨（mó）機器人的型號產生。至於工具和傳感器（qì），我談過好多工具和傳感器的供應商，他（tā）們說我們（men）的工具，人工能用20年，但是機器人（rén）有沒有用過？對不起，不方便使用。如果在座各位，或者是工具的提供商、或（huò）者是傳感器的提供商，希望（wàng）你們能照顧（gù）一下我（wǒ）們，幫我們開（kāi）發更多更好更有效的工具。至於刀具和磨（mó）具也是這樣，更適合機器人來（lái）應用的（de），畢竟機器人跟人（rén）還是有區別的。
對於（yú）機器人打磨拋光（guāng）行業（yè），我希望有更廣泛的機器（qì）人團隊參與進來，有更多的交流機會，有更成熟、更廣泛的行業標準落地（dì）。對於國產的機器人和（hé）國產的機器人應用，包括工具，有更多的支持，甚至可（kě）以考慮成立機器人執行工具的具體聯盟或論壇，來討（tǎo）論一下（xià）工具如何更適合於（yú）機器人，更合適於機器人打磨。
至於技術未（wèi）來，要有（yǒu）更（gèng）多的傳感（gǎn）器使打磨機器人成為智能，要有人工（gōng）智能技（jì）術引入，讓之前積累的工（gōng）藝數據（jù）自己學習，讓它更智能，有更多打磨的工具和方法讓機器人（rén）玩出更多（duō）的花樣（yàng）。然後新材料，無論（lùn）是機器人的性價比（bǐ）還是打磨鋒（fēng）利性，都更好。最後普遍性技術（shù）更新讓機器人打磨拋光更加（jiā）實惠，能夠惠（huì）及更（gèng）多的企業用戶（hù）。