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  • 焊接

    馮消冰:自動焊接機器人如何實現“上天入?!??

    轉載 :  zaoche168.com   2022年11月29日

    近日,清華經管未來科技2019級校友、北京博清科技有限公司創始人兼董事長馮消冰帶領企業獻禮重大工程:珠海橫琴總部大廈(二期),該工程是粵港澳大灣區橫琴口岸商務經濟的重要載體,建成后將成為橫琴粵澳深度合作的新平臺和便利澳門居民生活就業的新空間,成為橫琴新區的新地標之一。

    工程高空焊縫長達40000米,焊縫質量要求高,均為一級焊縫。該項目為國內第一個使用焊接機器人的房建項目,解決了夏季高空高溫工人難以施工、人工焊接質量難以控制的難題,提高焊接效率的同時保證焊接質量,實現了智慧建造、建造智能化。

    以自動化焊接代替高危艱苦的傳統人工作業,博清科技在北京經開區成立以來,將“中國焊接第一人”、中國科學院院士潘際鑾20多年的技術成果進行轉化,研發出國際首創的無軌導全位置爬行焊接機器人,在今年獲評國家級專精特新“小巨人”企業。

    從技術研發到成果落地,他們如何攻克一道又一道難關?大型結構件自動化焊接又能為行業帶來怎樣的顛覆?記者就此專訪了潘際鑾院士的“關門弟子”馮消冰。


    20余年技術攻關,啃下“硬骨頭”

    在很多人眼里,焊接是個粗活,為什么會有國家院士愿意帶頭花20多年進行技術攻關?

    “實際上,焊接雖普通,卻關乎‘大國重器’的建造?!瘪T消冰說。高鐵、核電站、航母、航天器,它們都離不開焊接工藝。潘際鑾院士就曾主導過中國第一座自行建造的核電站——秦山核電站的焊接工程,一旦有一條焊縫不合格,核電站發生泄漏后果將不堪設想。

    隨著自動化技術的應用,潘際鑾院士萌生了將焊接進行自動化的想法。那時,國外安川、ABB等工業機器人四大家族已經解決了室內機械臂的問題,有軌焊接陸續出現,但室外大型結構件的自動化焊接始終是國際性難題。從無到有,潘際鑾院士便帶領團隊進行自主攻關,從爬行機開始做,保障焊接機器人不掉下來,再到讓它能動起來,再到能精準焊接……1997年,“這個硬骨頭算是啃下來了”,無軌導爬行式弧焊機器人的原型機誕生。

    然而,成果轉化卻更是一波三折。研發迭代至2015年,潘際鑾院士開始找投資人,希望能以商業運營實現國家重大研發成果的落地推廣,但當時這一冷門行業“勸退”了很多人。

    “別人都不做,那就自己做?!弊鳛榕穗H鑾院士的學生,馮消冰從導師和一代又一代師兄師姐手中接過接力棒。他一直學機器人相關專業,又有自主創業經歷,對焊接機器人領域十分看好。繼承了潘際鑾院士的產業化使命,20171月,馮消冰創立博清科技,并將其落戶北京經開區。


    邁出實驗室瓶頸,實現產業化

    “焊接本來就非常辛苦,你想輔助進而替代人工,就得比他更辛苦?!瘪T消冰說。對于產業化的艱難,他做好了心里預期,現實卻一次又一次給出更大考驗。最難的時候,他壓力大到一把一把掉頭發,“但創業是一件開始了就不能停的事,只能向前?!?/FONT>

    用了兩年時間,馮消冰帶領博清科技團隊對潘際鑾院士的研發成果進行產品轉化。攻克焊接機器人本體技術,使其能吸附在三維曲面的空間中自由爬行;自主研發激光傳感器,使其通過圖像處理算法來識別跟蹤焊縫,跟蹤精度可達到±0.2毫米,約一張A4紙的薄度;不斷精進焊接工藝,針對不同焊接位置、材質等著手構建自己的焊接工藝大數據庫……2018年,第一代無軌導全位置爬行焊接機器人成型,博清科技從做工程焊接服務開始突破市場。

    隨之而來的是第一道難關:很難找到落地場景。新事物往往意味著未知風險,一項上百億的工程,焊接服務只是其中一個環節,卻極可能影響到整體施工質量和進度。馮消冰只能帶領團隊從別人不愿承接的邊遠艱苦項目開始積累經驗,其中在湛江東海島的一個項目中,研發團隊一待就是兩年。

    “我們得扎根一線,工業環境和實驗室完全是兩回事兒?!痹诨貞洉r,馮消冰不止一次這樣感慨。工業環境中工況比實驗室惡劣很多,比如實驗室光源恒定,但戶外陽光一直在移動,從陽面變成陰面,怎么解決光源對激光器和圖像處理的干擾?比如實驗室里沒有風,但施工現場七八級大風是常事,怎么能保證焊接工藝不受大風影響?

    博清科技不僅要根據工況做技術優化升級,更多時候還要想辦法獲得項目方信任。為了拿下一個中石化的標桿示范工程,研發團隊根據實景搭建了一個21的縮比模型,針對石化領域儲罐的特殊焊接需求,通過模擬真實的焊接施工進行論證,最終實現了無軌導全位置爬行焊接機器人在石化領域工程現場的首次成功應用,項目成果顯示機器人焊接不僅保證了高質量,焊接效率還較手工焊提高了3倍以上。博清科技產品落地的場景,也向越來越多元化領域拓展。


    觸達每個危險角落,追尋使命感

    如今,博清科技已先后主導并完成數項焊接自動化國家標準和行業標準的起草制定工作,研發出無軌導全位置爬行焊接機器人、建筑鋼構爬壁焊接機器人、管道焊接機器人等7個系列的產品,實現了“上天入?!钡娜珗鼍?,廣泛應用在油氣化工、船舶制造、核電工程、能源電力、軌道交通、建筑鋼構六大領域,并已進軍海外市場。

    與早年的“冷門”相比,博清科技在資本市場也漸獲青睞,不僅有北京經開區在2019年遞上的投資扶持橄欖枝,僅今年以來便已完成3輪數千萬元至近億元不等的融資。

    博清科技正迎來一片藍海市場。高工機器人產業研究院統計數據顯示,預計到2026年,僅中國市場焊接機器人銷量或將突破10萬臺大關?!啊y而上,勇于攀登;國家需要,堅決上馬’,這是潘院士帶給我的深刻影響。博清科技在大型結構件自動化焊接領域做了第一個趟路人,也希望能繼續把產業生態帶動起來?!瘪T消冰說。不僅能輔助承擔起“大國重器”的責任,博清科技也希望能顛覆傳統戶外作業模式。對焊工來說,烈日、易燃、易爆等環境已經很危險,還面臨塵肺病等常見職業病的威脅,如果未來能讓工人從一線轉向遠程操作,更安全、高效地工作,才能真正實現“無人則安,樂享制造”。

    為此,博清科技將持續加大研發投入,堅持“專精特新”,深耕六大領域鉆研產品的迭代升級,以及自動化焊接整體解決方案,不斷賦能基礎設施工程建設及大型結構件制造自動化焊接。馮消冰指著墻上企業使命標語的前半句——“讓智能特種機器人觸達每個危險角落”,繼續說:“最初這句話是‘讓智能特種機器人觸達世界每個危險角落’,我和同事們商量后把‘世界’兩個字去掉了。我們認為,面向未來,博清科技的自動焊接機器人還可能沖向太空,不僅是地球上的危險角落,只要有需要,月球也可以?!?/FONT>

    標簽:焊接 機器人 我要反饋 
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