“抓好吉林通用機械有限公司20臺套機器人的生產”。2016年1月26日,在吉林省第十二屆人民代表大會第五次會議上,吉林省長蔣超良代表省政府,向大會作的政府工作報告中,有這樣一句話。
一家使用工業機器人的企業,卻獨立自主研發,歷經多年積淀后,通過4個月艱難探索,從成功測試一臺(套)開始,到今年6月份,將再次生產共30臺套……中國吉林網為您獨家揭秘——吉林省通用機械有限責任公司的工業機器人項目。
10臺“機器人”生產線 即將完成
長春市雙陽經濟開發區,長青公路29公里處旁,這個之前鮮為人知的工業機器人項目,就隱藏在吉林省通用機械有限責任公司的產業園中。
用該公司一位負責人的話說,其實這個事,之前就在做,但之所以不為人所知,是因為處于研發階段,這確實涉及企業的核心機密。而如今,10臺(套)沖壓機器人生產線,在4月底前,就即將完成。
寫進省政府工作報告里的“機器人”,終于可以揭開神秘面紗。
這家始建于1965年的公司,在2006年改制為股份制企業。吉林省通用機械有限責任公司以汽車零部件為主導產品,是奧迪、一汽大眾、上海大眾、大眾(中國)的核心供應商,同時為寶馬、奔馳等中高端主機廠提供產品。
而工業機器人生產線,在產業園區的廠房內,比比皆是。作為吉林省汽車零部件行業的支柱企業,實際上工業機器人,對于這家公司來說,本應該是使用者,而以往,均需要從國外花高價購買。
在多年積淀之后,努力自主研發,這家公司終于可將自行研發的工業機器人,用于國產的生產線,實現智能制造創新。
揭秘:工業機器人研究院的四個月研發
在廠區內,吉林省通用機械有限責任公司工業機器人研究院,對于外面的人來講,實在隱蔽。
公司的人都說,進行工業機器人的研發,是來自公司黨委書記、董事長李吉寶的前瞻思想。他1982年在吉林省通用機械廠參加工作,1995年被民選為通用機械廠廠長,成為全省第一個大中型國有企業的民選廠長,直到如今,成為了這家股份制公司的掌門人。
工業機器人研究院的成立,絕非突然。憑借著之前的技術積累,這家公司原本就有自動化研究所,以及金屬熱成型技術研究所。兩家研究所合二為一,在2015年的4月,工業機器人研究院院長張雨坤,接到了公司交給的任務:先獨立研發出一臺20kg搬運機器人。
裝配和編程中充滿挑戰
20kg搬運機器人,在該公司的生產線也經常用到,顧名思義,是在生產線中用于搬運的環節,從而達到省下人力的目的。因為20kg的重量,一個工人單手難以完成,往往還需要操作機械,而20kg搬運機器人,所搬運的重量的計算方法,是包括夾具和其中的原材料所能夠承載的搬運物品的重量。
包括研究院院長張雨坤在內,這個團隊共有17人。1名研究生,16個本科生,都是機械工程師或電氣工程師。大部分,都是2009年來到公司的年輕人。
如果讓張雨坤來回憶,研發第一臺機器人的過程,這個30多歲的技術人才,一瞬間有點難以想出細節:“因為說實話,往前走每一步都挺難。”
雖然之前已經具備了一定的技術基礎,但實際上,工業機器人是一個“機電結合非常典型的產品”,張雨坤介紹。而技術團隊每個人擅長的,或是機械,或是電氣,這就要求在這個過程中,每個人都要開始加深對另一個領域的學習。
而無論是裝配,還是編程的過程,也都充滿著挑戰和困難。
技術人員提供的工業機器人設計圖
1、“硬件”:
這臺20kg搬運機器人,配件需要購買,而機械系統結構、工藝以及強度解析驗證工作,則需要自主完成。
張雨坤說,實際裝配的過程十分困難,每一個適配的配件,都需要尋找。
而即使知道了規格,想要完成也并不簡單。以一個軸承為例,其實只是機器人的配件中,并不起眼的部分。當時,他們找了多家生產廠家,都沒有這個規格的軸承,一直到聯系了七八家之后,才終于買到了合適規格的軸承。而類似的例子,還有很多。
2、“軟件”:
而工業機器人的編程,也非常重要,這就是“軟件”這一關,軟件全部是技術團隊“基于KEBA PCC平臺的二次開發”。
通俗的說,難度在于哪呢?張雨坤解釋,比如說一共6個軸,單個軸都有程序,而需要努力將6個軸,變成一個整體控制的程序,這期間,就進行了嵌入式的軟件開發。
四個月后 攻克難關
公司的工業機器人研究院,因為是由原有的研究所合并,但這些技術人員本身還有本職工作,所以對于工業機器人的研發,都需要兼職完成。為此,整個團隊為了保證完成任務,都延長了工作時間,每天都至少要工作12個小時甚至更長。同時,每周的休息日,也改為單休,加班加點,力爭完成工業機器人的研發工作。
用了4個月的時間,在經歷了一系列的調試、實驗及運動模擬工作后,技術人員不斷“痛苦”地進行優化,改進了電機參數設計不合理等情況,最終讓實際情況與理想化的參數相符。在去年的8月,這臺搬運工業機器人,正式宣告研發成功。
張院長在檢查已經完成的工業機器人 記者 彭洪升 圖
計劃:
今年年底完成生產100套機器人
吉林省通用機械有限責任公司相關負責人說,隨著公司零部件產業園的發展,工業機器人產業,是該公司繼汽車零部件項目之后,出現的新的大型高技術產業。
目前已經完成首臺20kg負載工業機器人,計劃在2016年4月前,完成小批量10臺(套)沖壓機器人生產線制作。
在2016年底完成生產100套機器人,其中10臺50kg負載機器人,20臺6kg高速7軸機器人,其余均為20kg通用機器人。
另外十臺工業機器人也即將完成 記者 彭洪升 圖
釋疑:
工業機器人種類
張院長解釋:工業機器人分為很多種類。
搬運機器人,也就是負載機器人,指的是,由計算機控制,具有原材料搬運功能的機器人。
焊接機器人,就是具有運動速度快,焊接質量明顯優于人工焊接的機器人。
通用機器人,則指的應用范圍非常廣泛,雖然單獨工作,不如專用的機器人,但可應用于多種用途。
高速7軸機器人,就是指以更高速度運轉的工業機器人。
而工業機器人可以應用于諸多行業,不只是吉林省通用機械有限責任公司這樣的汽車零部件生產企業,還可應用于包括電子、紡織、醫療、食品等行業。
意義:
不只省人力 還可降低生產線成本
對于吉林省通用機械有限責任公司來說,原來就采用了國外的生產線,其中的生產環節,已經有機器人的參與。而這樣的生產線,如果整體購買,不同的生產線價格并不相同,但均非常昂貴。
而在自主研發生產機器人成功后,工業機器人末端執行裝置,可以根據不同產品和工況,由該公司自行設計及制造。以該公司的生產線為例,每條生產線均需多臺不等的機器人。與國內廠家共同合作完成機器人生產線制作,這可大大降低生產線成本。其中降幅最大的生產線,其生產成本僅是購買價格的五分之一。
關鍵核心技術均自行生產研發
該公司工業機器人研究院總工程師紀東鑫說,在此后,要做到的是關鍵核心技術也將自行生產研發。這其中包括:軟件,伺服電機,減速機,控制系統。“比如減速機,現在就已經開始進行了自行生產研發。這個在工業機器人中的作用,就是將高轉速轉換成大扭矩。”他解釋,意思可以理解為將速度轉化為力量。
而目前,只有日本兩家專門生產工業機器人的廠家,具備減速機的核心技術。國內也有研究機構,也已經完成了減速機的生產。而他們未來自行研發成功后,就能夠成為國內第一個由使用工業機器人的機械廠家,獨立研發掌握到該項核心技術的公司。
未來可將工業機器人面向市場
該公司工業機器人研究院透露,目前該公司的工業機器人技術,已經成為科技查新項目,但暫時并未申請相關專利。
張院長說,“因為涉及到一些核心機密的技術,暫時不便公開,因此不適合申請相關專利。等到一切成熟后,將會完成對專利的申請。”
根據國內外的市場分析來看,中國的工業機器人安裝數,呈大幅度增長。相關數據顯示,2015年我國工業機器人需求量達到35000臺,成為全球最大的機器人需求國。而國際上機器人全球銷售額也逐年增長。
而按照吉林省通用機械有限責任公司的計劃,到2018年將組建獨立的分公司,進行相關產品研發。到2020年以工業機器人自動化生產線形式,面向國內市場。
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