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?kù)o。抬眼看去，只見(jiàn)一條粗大的“手臂”拿著一把焊槍?zhuān)@著一個(gè)圓柱體形狀的鋁合金汽車(chē)零部件畫(huà)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(rùn)，比高級(jí)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(shuō)道。

高質(zhì)量完成這次焊接的，不是焊工，而是一臺(tái)“身體”紅黑相間，“手臂”呈銀灰色的六軸弧焊機(jī)器人。

“這臺(tái)弧焊機(jī)器人由重慶固高科技長(zhǎng)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(zhǎng)江研究院總工程師李萬(wàn)隆喜滋滋地向記者介紹，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(guó)產(chǎn)化的奇跡。

打破國(guó)外技術(shù)壟斷

關(guān)鍵零部件全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化

2013年以來(lái)，隨著制造業(yè)企業(yè)“機(jī)器換人”步伐日漸加快，中國(guó)已連續(xù)4年成為全球最大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。其中，2016年全國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)量達(dá)到8.9萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)26.6%。

然而，國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)及市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)的最新數(shù)據(jù)卻表明，目前中國(guó)工業(yè)機(jī)器人高達(dá)70%左右的市場(chǎng)份額被ABB、庫(kù)卡、發(fā)那科和安川等國(guó)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(guó)外巨頭的市場(chǎng)份額更是超過(guò)了90%，壟斷優(yōu)勢(shì)更加明顯。

造成這種現(xiàn)象的原因是：過(guò)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(guó)外巨頭手中。時(shí)至今日，中國(guó)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(lái)的四大關(guān)鍵零部件(減速機(jī)、伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器和控制器)，在性能、精度和可靠性方面普遍不敵國(guó)外巨頭的同類(lèi)產(chǎn)品。

弧焊機(jī)器人“永川”的問(wèn)世，卻打破了國(guó)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(guó)際先進(jìn)水平相當(dāng)，可廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、摩托車(chē)生產(chǎn)流程中的焊接工藝。

以汽車(chē)生產(chǎn)流程中的焊接工藝為例，這門(mén)看似簡(jiǎn)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(huì)嚴(yán)重影響汽車(chē)的品質(zhì)。不過(guò)，弧焊機(jī)器人“永川”卻能輕松勝任此類(lèi)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(dòng)時(shí)，軌跡控制精度(沿直線或圓弧運(yùn)動(dòng)的精度)能達(dá)到0.3毫米-0.5毫米。如此一來(lái)，就能夠確保其對(duì)各類(lèi)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(guó)外技術(shù)壟斷，靠的是什么？

“簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，我們靠的是協(xié)同研發(fā)。”李萬(wàn)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(lái)共同努力，就能夠充分利用各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，完成看似不可能完成的任務(wù)。

重慶固高科技長(zhǎng)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，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(guó)各地50余名專(zhuān)家博士、180余名科研人員加盟。近兩年來(lái)，該研究院依托這種優(yōu)勢(shì)，成功探索出了一條協(xié)同研發(fā)的新路子——

作為我國(guó)工業(yè)自動(dòng)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(dòng)器。借助該公司研發(fā)成果，重慶固高科技長(zhǎng)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(guó)產(chǎn)化。

然而，這并非易事。就拿減速機(jī)來(lái)說(shuō)，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對(duì)精度要求極高，國(guó)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(zhǎng)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(lèi)型的減速機(jī)，難度更大。

怎么辦？重慶固高科技長(zhǎng)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(chēng)南通振康)，雙方一拍即合。研究過(guò)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(zhǎng)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(lái)了。隨即，卻又面臨著國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床都無(wú)法生產(chǎn)此類(lèi)減速機(jī)的困境。迫于無(wú)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(guò)同樣的合作模式，重慶固高科技長(zhǎng)江研究院也解決了伺服電機(jī)的國(guó)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(duì)原有控制器、驅(qū)動(dòng)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(guó)產(chǎn)化。

“大國(guó)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(méi)有完?！凹热皇呛附訖C(jī)器人，就得千方百計(jì)賦予它高超的焊接技藝。”李萬(wàn)隆說(shuō)。

重慶固高科技長(zhǎng)江研究院的做法，依舊是協(xié)同研發(fā)——組建專(zhuān)門(mén)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)和焊接實(shí)驗(yàn)室，從北京請(qǐng)來(lái)一名在航空航天材料焊接領(lǐng)域技術(shù)出類(lèi)拔萃的“大國(guó)工匠”，讓機(jī)器人學(xué)習(xí)“大國(guó)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(guó)工匠”先演示各類(lèi)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(huì)了焊接技藝。

“可以說(shuō)，弧焊機(jī)器人‘永川’傳承了‘大國(guó)工匠’的焊接技藝，卻又青出于藍(lán)而勝于藍(lán)?！崩钊f(wàn)隆告訴記者，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(lèi)弧焊工藝。并且，研究人員對(duì)其焊接工藝方面的研究仍在繼續(xù)?！拔覀兊哪繕?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(lèi)進(jìn)口產(chǎn)品，價(jià)格又不到10萬(wàn)元(相當(dāng)于同類(lèi)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(chē)生產(chǎn)企業(yè)的近百臺(tái)訂單。

對(duì)于弧焊機(jī)器人“永川”的未來(lái)，重慶固高科技長(zhǎng)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(tái)。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。