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研发视觉和人工智能应用,「敏越科技」为焊接机器人装上“眼睛和大脑”

李念真 · 2019-11-27
面向离散制造业,利用视觉和人工智能技术,将焊接产品合格率提升90%。

机器人正在各行各业替代人力,焊接领域也不例外。

焊接作为工业界的“裁缝”,重要程度不言而喻。但是焊接现场往往环境恶劣,烟尘、弧光、金属飞溅严重伤害工人身体健康,同时工人也需要长时间的培训和积累经验,才能达到生产工艺要求。因此越来越少的年轻人从事焊接工作,企业主普遍面临用工难、成本高的问题。在此背景下,工业机器人在焊接行业中的使用率越来越高。

目前,国内工业机器人用量已超过 50 万台,其中,焊接机器人占比超过35%,未来中国焊接机器人的总量保守估计在 200 万台以上。

然而,焊接机器人在实际生产过程中,依然面临着难题:

  • 焊接机器人柔性化、智能化水平较低。当产品尺寸非标准化或者存在误差的情况时,机器人无法自动识别工件的变化,导致焊接路径偏差,并且无法根据焊缝特征自动调节焊接工艺,最终降低了焊接质量甚至导致工件报废。

  • 焊接机器人编程效率低下。传统手动示教需要熟练的操作工人手持示教器,在现场进行通过记录机器人位置实现。这种方式效率较低,生产质量取决于操作者的熟练水平。

针对以上两个痛点,敏越科技自主研发了三维激光视觉传感器SmartEye,为机器人装上“眼睛和大脑”。具体来讲,就是将视觉传感器搭载在焊接机器人上,利用视觉和人工智能技术,在焊接过程中,通过视觉反馈,实时调整机器人的轨迹并根据检测的工件焊缝特性实时调整焊接工艺。

敏越科技认为其解决方案的优势在于:

1、在算法方面,SmartEye 以线结构光作为三维测量方式,结合了传统的视觉和深度学习方法,可在复杂强干扰焊接环境下准确识别各种类型的工件及焊缝位置和特征;

2、传感器采用边缘计算结构,利用FPGA作为主控芯片,通过硬件算法优化,在降低功耗的同时,提升了传感器的处理速度,和国外同类产品相比,SmartEye 在核心参数包括传感器精度以及相应速度上具有优势

3、同时,公司产品能够做到从底层开发,针对新能源、工程机械以及建筑钢结构等行业开发了特定功能,针对性地解决行业客户问题。

此外,敏越科技还开发了一套机器人离线编程软件 RobotSmart,用以解决工业机器人的快速编程问题

用户将三维工件模型导入到离线编程软件后,软件可迅速、自动形成工业机器人运动代码,同时可实现机器人运动仿真、碰撞检测、奇异点规避和轴限位检测等功能,从而避免了传统的繁杂且效率低下的手工示教编程过程。

公司 CEO 鹿龙表示,离散制造业由于生产流程自动化程度低、制造协同难度大,产品返工率较高,所以对于精准焊接的市场需求大。而敏越科技的产品在视觉传感器的图像清晰度、处理速度方面具备竞争优势,尤其是在处理反光材料焊接上,可以避免机器由于反光而不能定位的问题。同时,团队在焊接工艺上积累了大量的经验,并将焊接工艺库内嵌至传感器中。

目前,敏越科技的客户主要来自制造业中的船舶、重工、汽车零配件、军工、汽车厂等行业,其提供的标准化产品可以同时支持四大家族机器人,以及国产新松、广数、欢颜等多种品牌机器人。

敏越科技成立于2016年2月,创始团队来自清华大学和华中科技大学,具备十年以上的开发经验。公司专注于将视觉和人工智能等技术应用于传统制造业。

团队目前 20 余人,研发占比60%。公司在2017年开始实现盈利,平均年销售额增长率达到100%以上,2019年收入数千万。当前,在工业4.0以及AIoT的形势下,团队正加大在三维视觉传感器领域的研发,并将继续专注于焊接行业,进一步开发视觉和人工智能技术相关应用。

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