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協(xié)作機器人做船舶焊接,究竟能不能成?

作者:小編 時間:2024/9/6 13:57:30

         從工信部發(fā)布的數(shù)據(jù)來看,截至2024年6月底,我國船舶手持訂單量17155萬載重噸,同比增長38.6%。僅2024年上半年的手持訂單量,就已超過2016-2023年任一年度的全年總量。

進入“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行。


在訂單量高速增長之下,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,船舶行業(yè)對焊接自動化設(shè)備的價格接受度較鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的高,更看重解決問題的能力。


瞄準船舶焊接這一“風口”,不少工業(yè)機器人本體廠商及集成商蜂擁而上,想要分羹些許。但在實際測試應(yīng)用中,眾人發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)工業(yè)機器人的示教型編程耗時長,且無法適應(yīng)工作空間狹窄,無法滿足船舶制造對高效、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)給出的其中一個主流解決方案,但這項技術(shù)仍處于早期發(fā)展階段,落地周期長,實際完成交付的較少。


正是上述情況,給協(xié)作機器人廠商以躋身船舶焊接開了一個“縫”。


為什么這么說?


理論上來說,協(xié)作機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)作機器人設(shè)計的初衷就是提高機器人的安全性,如其名,能夠與人協(xié)作,無需加裝安全圍欄。加之協(xié)作機器人的占地面積較小,自重普遍較輕,也就意味著,工人可以相對便捷地抱起協(xié)作機器人挪動其位置,且對大工件、復(fù)雜異形件的適應(yīng)能力較高。


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


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


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


一時間,市場對協(xié)作機器人的期待值瞬時拉滿。協(xié)作機器人企業(yè)緊盯這一“天時地利的縫”,作為工業(yè)機器人的“補充”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)作機器人,去解決當前工業(yè)機器人尚未解決或是解決得并不好的細分應(yīng)用。此前業(yè)內(nèi)曾有傳聞稱,某造船廠計劃采購約600臺協(xié)作機器人。(但高工機器人在近期調(diào)研中獲悉,這一計劃已產(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?


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


可以用一句話來總結(jié):理想很美好,現(xiàn)實很骨感,但請不要氣餒


一家提供協(xié)作機器人應(yīng)用解決方案的企業(yè)負責人對高工機器人表示:“船廠對協(xié)作機器人的理解就是比較好用的智能焊槍?!?/strong>


但事實上,某造船廠負責人在接受高工機器人調(diào)研時直言:“最初協(xié)作機器人的賣點是在分段制作時使用,但事實上用起來還不如焊槍?!?/strong>


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


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


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


就效率問題來說,盡管是拖動示教,但是協(xié)作機器人還沒開機就已經(jīng)耗費了很多時間,效率太低了。

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

再現(xiàn)實一點來講,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器。就這個問題而言,一家協(xié)作機器人系統(tǒng)集成商的負責人對高工機器人表示,在部分造船廠中,不僅是生產(chǎn)現(xiàn)場的工人對自動化設(shè)備有抵觸心理,甚至專門研究焊接工藝及自動化的人也都對機器人等新事物有一些抗拒。

某焊接系統(tǒng)集成商企業(yè)負責人對高工機器人表示,在他看來,協(xié)作機器人只是船舶焊接的一個過渡性產(chǎn)品,最終還是要回歸使用工業(yè)機器人。

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

一位造船廠的焊接高級工程師直言:“不光協(xié)作機器人廠商,大部分(自動化設(shè)備)廠商都在憑想象做產(chǎn)品,把造船想的和工程機械或者鋼結(jié)構(gòu)一樣。”

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)場工況復(fù)雜。

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

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)作機器人面對新的工件就需要重新拖動示教,操作工作量巨大,效率難提升。

放下幻想,先解決一部分問題?

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

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

而高工機器人聽到最多的另一種聲音則是:“造船廠等終端用戶對機器人、機器視覺等自動化設(shè)備有著不切實際的幻想和期待,但事實上機器人能夠解決的應(yīng)用本來就是有限的。”

一家企業(yè)在接受高工機器人的調(diào)研時直言,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。這對于提供設(shè)備的廠商而言,根本無法在成本和功能、性能上找到結(jié)合點。

“終端客戶對機器人和機器視覺的理解過于粗暴了,覺得機器人(無論協(xié)作或工業(yè))就像人一樣,加上機器視覺的機器人就更加無所不能了。”一家焊接系統(tǒng)集成商企業(yè)負責人對高工機器人表示。

那么,協(xié)作機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)負責人表示,更看好“協(xié)作機器人+AGV+機器視覺”的融合應(yīng)用,認為更符合船廠的實際情況。

但也有協(xié)作機器人本體廠商表示,更看好移動式的小推車工作站,即協(xié)作機器人+小推車。他認為,加上AGV/AMR的造價太高,船舶場景也跑不了移動底盤,價值不大。

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

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

一家協(xié)作機器人本體廠商在接受高工機器人的調(diào)研時表示,方案目前看來是可以用的,但還需要去現(xiàn)場實測,以及調(diào)研客戶對免示教方案的價格接受度、落地的難易程度等,后期維護也可以預(yù)見存在挑戰(zhàn)。

不過這樣下來,成本必然增加。某大型造船廠的焊接負責人表示:“相信廠商會把這個價格打下去的?!?/strong>

“骨頭”雖硬,但是“補”啊
該上還得上

面對一個新場景、新應(yīng)用,市場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,以及終端用戶是否真的給足了配合與耐心。

再次回到前面對此次調(diào)研總結(jié)的那句話:理想很美好,現(xiàn)實很骨感,但請不要氣餒。

協(xié)作船舶焊接究竟是否能成,就交給時間去回答吧。



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