10月21日，在位于永川區(qū)鳳凰湖產(chǎn)業(yè)園的重慶固高科技長江研究院，工程師正在對即將發(fā)往廣州的永川弧焊機(jī)器人進(jìn)行調(diào)試。記者張錦輝攝
火花飛濺、強(qiáng)光閃爍、噼噼啪啪聲驟起，瞬間打破了實(shí)驗(yàn)室里的寧靜。抬眼看去，只見一條粗大的“手臂”拿著一把焊槍，正繞著一個(gè)圓柱體形狀的鋁合金汽車零部件畫著圓圈。大約30秒后，一塊餅狀鋁合金就焊接在了圓柱體形狀的鋁合金零部件上面。
“兩個(gè)部件焊接牢固，焊接面平整、飽滿、圓潤，比高級焊工焊得還好！”一名年輕的研究人員拿著焊接成品，興奮地向其他同事說道。
高質(zhì)量完成這次焊接的，不是焊工，而是一臺“身體”紅黑相間，“手臂”呈銀灰色的六軸弧焊機(jī)器人。
“這臺弧焊機(jī)器人由重慶固高科技長江研究院牽頭研發(fā)而成，名字叫‘永川’。”11月30日，重慶固高科技長江研究院總工程師李萬隆喜滋滋地向重慶日報(bào)記者介紹，它除了有著高超的焊接技藝外，還在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域創(chuàng)造了關(guān)鍵零部件完全實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的奇跡。
打破國外技術(shù)壟斷
關(guān)鍵零部件全部實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化
2013年以來，隨著制造業(yè)企業(yè)“機(jī)器換人”步伐日漸加快，中國已連續(xù)4年成為全球最大工業(yè)機(jī)器人市場。其中，2016年全國工業(yè)機(jī)器人銷量達(dá)到8.9萬臺，同比增長26.6%。
然而，國際機(jī)器人聯(lián)合會及市場調(diào)研機(jī)構(gòu)的最新數(shù)據(jù)卻表明，目前中國工業(yè)機(jī)器人高達(dá)70%左右的市場份額被ABB、庫卡、發(fā)那科和安川等國外機(jī)器人巨頭搶走。尤其在六軸以上多關(guān)節(jié)機(jī)器人領(lǐng)域，國外巨頭的市場份額更是超過了90%，壟斷優(yōu)勢更加明顯。
造成這種現(xiàn)象的原因是：過去數(shù)十年間，工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵核心技術(shù)一直掌握在國外巨頭手中。時(shí)至今日，中國企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)在此領(lǐng)域的技術(shù)整體上尚不成熟，研發(fā)出來的四大關(guān)鍵零部件（減速機(jī)、伺服電機(jī)、驅(qū)動器和控制器），在性能、精度和可靠性方面普遍不敵國外巨頭的同類產(chǎn)品。
弧焊機(jī)器人“永川”的問世，卻打破了國外巨頭在六軸多關(guān)節(jié)機(jī)器人領(lǐng)域的技術(shù)壟斷——其四大關(guān)鍵零部件全部實(shí)現(xiàn)了自主研發(fā)，并且整體性能、精度和可靠性均與國際先進(jìn)水平相當(dāng)，可廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車生產(chǎn)流程中的焊接工藝。
以汽車生產(chǎn)流程中的焊接工藝為例，這門看似簡單的活兒，有著非常精密的技術(shù)要求，焊接時(shí)哪怕偏移一毫米，也會嚴(yán)重影響汽車的品質(zhì)。不過，m.twshmhelmet.com，弧焊機(jī)器人“永川”卻能輕松勝任此類焊接工作——其重復(fù)定位精度（繞一圈又返回原點(diǎn)的精度）達(dá)到了0.05毫米，同時(shí)，在以每分鐘2米的速度運(yùn)動時(shí)，軌跡控制精度（沿直線或圓弧運(yùn)動的精度）能達(dá)到0.3毫米-0.5毫米。如此一來，就能夠確保其對各類復(fù)雜的焊接點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)焊接。
協(xié)同研發(fā)
完成看似不可能完成的任務(wù)
這款機(jī)器人成功打破國外技術(shù)壟斷，靠的是什么？
“簡單來說，我們靠的是協(xié)同研發(fā)�！崩钊f隆給出了答案。同時(shí)，他也談了自己最大的感悟：一家企業(yè)或研究機(jī)構(gòu)能力有限，但如果大家攜起手來共同努力，就能夠充分利用各自的技術(shù)優(yōu)勢，完成看似不可能完成的任務(wù)。
重慶固高科技長江研究院位于永川區(qū)，是重慶首批新型高端技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)。其背靠香港科技大學(xué)和深圳固高科技公司，庫卡機(jī)器人驅(qū)動器維修，在智能制造領(lǐng)域擁有豐富的行業(yè)資源及技術(shù)人才。目前，該研究院已組建了10個(gè)創(chuàng)新研發(fā)團(tuán)隊(duì)，吸引了全國各地50余名專家博士、180余名科研人員加盟。近兩年來，該研究院依托這種優(yōu)勢，成功探索出了一條協(xié)同研發(fā)的新路子——
作為我國工業(yè)自動化領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，深圳固高科技10多年前就已研發(fā)出了工業(yè)機(jī)器人的控制器和驅(qū)動器。借助該公司研發(fā)成果，重慶固高科技長江研究院牽頭研發(fā)弧焊機(jī)器人“永川”，只需完成減速機(jī)和伺服電機(jī)的研發(fā)，便能實(shí)現(xiàn)四大關(guān)鍵零部件的完全國產(chǎn)化。
然而，這并非易事。就拿減速機(jī)來說，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對精度要求極高，庫卡機(jī)器人驅(qū)動器維修，國內(nèi)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)一直難以突破相關(guān)技術(shù)瓶頸。況且，重慶固高科技長江研究院要研發(fā)的是一款六軸弧焊機(jī)器人，需要六個(gè)不同尺寸、類型的減速機(jī)，難度更大。
怎么辦？重慶固高科技長江研究院找到了在減速機(jī)領(lǐng)域深耕多年的南通振康焊接機(jī)電有限公司（下稱南通振康），雙方一拍即合。研究過程中，南通振康充分利用自身已有技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，重慶固高科技長江研究院則為其在研究人才方面提供了有力支撐。
通力合作之下，減速機(jī)圖紙和模型研發(fā)出來了。隨即，卻又面臨著國內(nèi)外數(shù)控機(jī)床都無法生產(chǎn)此類減速機(jī)的困境。迫于無奈，南通振康只得自己研發(fā)數(shù)控機(jī)床。最終，成功解決了這一難題。
通過同樣的合作模式，重慶固高科技長江研究院也解決了伺服電機(jī)的國產(chǎn)化難題。再加上深圳固高科技根據(jù)六軸弧焊機(jī)器人的特點(diǎn)對原有控制器、驅(qū)動器進(jìn)行了優(yōu)化，這款機(jī)器人的四大關(guān)鍵零部件順利實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。
“大國工匠”傳授技藝
機(jī)器人青出于藍(lán)而勝于藍(lán)
但事情并沒有完。“既然是焊接機(jī)器人，就得千方百計(jì)賦予它高超的焊接技藝。”李萬隆說。
重慶固高科技長江研究院的做法，依舊是協(xié)同研發(fā)——組建專門的研發(fā)團(tuán)隊(duì)和焊接實(shí)驗(yàn)室，從北京請來一名在航空航天材料焊接領(lǐng)域技術(shù)出類拔萃的“大國工匠”，讓機(jī)器人學(xué)習(xí)“大國工匠”的焊接技藝。
機(jī)器人學(xué)習(xí)焊接技藝的流程很有趣：“大國工匠”先演示各類材料的焊接工藝，其后，研究人員將焊接工藝進(jìn)行編碼并輸入機(jī)器人控制系統(tǒng)，讓機(jī)器人學(xué)習(xí)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合機(jī)器人焊接時(shí)傳回的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正、提升。如此反反復(fù)復(fù)試驗(yàn)，機(jī)器人終于學(xué)會了焊接技藝。
“可以說，弧焊機(jī)器人‘永川’傳承了‘大國工匠’的焊接技藝，卻又青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。”李萬隆告訴重慶日報(bào)記者，目前，這款機(jī)器人已掌握了焊接鋁合金、碳鋼和不銹鋼等多種材料的各類弧焊工藝。并且，研究人員對其焊接工藝方面的研究仍在繼續(xù)。“我們的目標(biāo)，是要讓它技術(shù)更全面、更精湛�！�
由于整體性能不輸給同類進(jìn)口產(chǎn)品，價(jià)格又不到10萬元（相當(dāng)于同類進(jìn)口產(chǎn)品的一半），尚未最終完成研究的弧焊機(jī)器人“永川”，眼下已經(jīng)拿到了天津、安徽合肥、四川成都以及重慶等地多家汽車生產(chǎn)企業(yè)的近百臺訂單。
對于弧焊機(jī)器人“永川”的未來，重慶固高科技長江研究院充滿了期待和信心——預(yù)計(jì)2018年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，且年產(chǎn)量將達(dá)2000臺。到時(shí)，再加上配套產(chǎn)品，年產(chǎn)值將達(dá)到1.5億元以上。