【华数机器人 | 演讲】华数机器人杨海滨：“手”和“大脑”如何助力国产机器人做大做强

12月11-13日，“利元亨•2019高工机器人年会”在深圳机场凯悦酒店举行，大会共设核心供应链、新生态变革、AGV、物流应用、产线应用等8大专场，邀请500＋机器人产业链企业，700＋企业高层莅临现场。欢迎点击底部阅读原文查看直播！

这些年，华数机器人在“手”和“大脑”两方面深耕，助力国产机器人品牌做大做强。“大脑”包括两个层面：机器人脑，即机器人控制器；第二，人脑，也就是机器人人才。手即“机械臂+末端执行器”。

“作为工业机器人的‘大脑’，机器人控制器是机器人最核心的部分，是影响机器人性能的关键部分之一，它在很大程度上决定着机器人的水平和发展，这也是为什么现在具备一定能力的机器人企业都自主研发机器人控制器。”12月13日，华数机器人总经理杨海滨在2019高工机器人年会华数机器人冠名的以“低迷周期的出路与战略”为主题的闭幕式专场上，深入探讨了《“手”和“大脑”如何助力国产机器人做大做强》。

脑：人工智能驱动工业机器人功能跃迁

调查数据显示，目前工业机器人的应用只能满足制造业需要的5%。杨海滨分析，制约因素包括制造场景、感知环节、控制环节、运维环节。

在传统应用模式中，制造场景是规模化重复生产，机器人仅具备“动作功能”；无感知能力，机器人需要人工程序控制，如通过示教器实现简单、固定、重复的动作；机器需要维护时，必须人工到现场进行诊断，并且只能是故障出现后才开始检修，产线停产来等候修复。

而新应用需求的出现，越发重视机器人的感知和认知功能。机器人面对的制造场景是非结构化环境的动态交互、复杂动态工况下的柔性制造，以及服务型制造。这就要求机器人具备对工艺、环境与加工对象的智能感知能力，以及适应柔性制造的工艺、运动的智能决策与控制能力，同时具备机器人智能远程智能故障诊断、维护能力。

新一代人工智能技术的出现为机器人的发展提供了机器人运行大数据、知识的“算据”，深度学习、迁移学习等“算法”，以及工业云计算、边缘计算的“算力”，进而提升工业机器人的感知（力觉、视觉、听觉）、决策（运动规划、工艺参数）、控制（速度、位置、力矩）、诊断（健康评估、故障诊断、故障预测）能力。

杨海滨描绘了智能机器人发展的方向框架，他总结，工业机器人面临的问题和挑战是由“动作功能”向“感知功能、认知功能”跃迁，新一代人工智能为工业机器人“自感知、自决策、自控制、自诊断”提供重要支撑，核心是突破大数据、知识、模型驱动的智能感知交互、决策控制与智能运维。

机器人大脑的核心技术包含了运动学前瞻的双码联控，保证指令的最优化，以及动力学前瞻的前馈补偿，保证实际快速响应的能力，两者协同实现工业机器人的高速高精度运动。

在人工智能范畴，基于力感知的智能自适应控制也是核心技术之一，如针对曲面磨抛加工，开发出“仿形”功能的加工工艺方式，即只需编制加工的起点和末点坐标，中途轨迹可以根据接触力自适应调整。

“非结构化、动态环境下的自适应控制满足即能够适应操作对象位置的不确定性、复杂外部环境的干扰、类似任务的快速迁移等。如果完全靠人工示教则很难进行编程，花费时间很长而且很难控制。”杨海滨说道。

基于视觉感知、自主规划与控制，华数机器人用了三年的时间打造了全球首条运动鞋的生产线。“今年华数做了十条运动鞋的生产线，由于鞋子不像机器部件有工差和标准，鞋子是软的，因此每一个鞋子都要做三维的重建，自动生成机器人的运动轨迹。如今我们在硫化鞋和冷粘鞋也实现了一些突破。”

此外，华数机器人为一家苹果的代工厂建立了数据驱动的虚拟机器人，实现虚拟与物理相互映射、深度融合的“数字双胞胎”，物理工厂和虚拟工厂可使用在线采集现场数据。

手：助力国产机器人做大做强

机器人大脑与人工智能的结合最终会体现在机器手上，华数机器人发展至今，共开发了6个系列、40多款机器人产品，产品已经覆盖了整个工业应用，并且拥有自主产权300余项。

结合在细分领域应用的特点，华数机器人在结构、算法上做了多方面的创新。

华数机器人开发了“双旋机器人”——BR系列机器人。该系列机器人为国际首创的双旋机器人，具备360°空间无死角全覆盖，高防护版本5、6轴可任意方向喷水，人机协作版本可实现人机共融，安装占地面积小，高精度、高灵活性，高速、惯量小，重量轻，可任意方向安装，模块化、系列化、可定制，高性价比等特点。

杨海滨介绍：“首先，针对狭窄空间的双旋结构，与垂直关节机器人轨迹不同，机器人可以内旋快速到达点位。此外，轻量化的设计机器人的安装方式更灵活，可以适应多种场地方面的需求。”近期，BR系列机器人还荣获了中国和美国发明专利。

如今，BR系列机器人已拥有8个型号，负载涵盖2公斤到110公斤，堪称华数的“明星产品”，占据了华数机器人总出货量的近1/3。

杨海滨还介绍了华数大板料冲压机器人，负载10~20kg，臂展可达1400-2000mm，类SCARA结构，高刚性，过载能力强，精度达到±0.05mm；根据不同的上料时间与工件大小，一个循环时间为2.5-10秒；工作空间覆盖360°，可安装于狭小空间，手臂可弯曲，拥有高防护等级，可用于恶劣环境。

华数大板料冲压机器人适用于白家电的外壳冲压，具有高性价比。“以往使用一个大压机，需要四个人，其中两个人送料，两个人下料，采用华数大板料冲压机器人后可让30多条产线连线，并动态调配。”

针对打磨抛光领域招工难的痛点，华数机器人定制了一系列的六关节打磨机器人，有12kg、30kg、80kg的不同负载，集成专业工艺包，可应用于厨具、键盘、轮毂等的打磨抛光。

华数六关节打磨机器人具有“高防护、长寿命、高刚度、高精度、充分的空间利用”等五个特点：

第一，针对打磨时粉尘和液体飞溅的问题，机器人小臂及手腕防护等级达到IP65，防止侵入物对机器人本体的损伤；

第二，为了应对打磨过程中打磨力对机器人的反复冲刷，增强设计机器人受到冲击较大的关键部位，保证使用寿命；

第三，增强设计的小臂提供了足够的刚度以应对打磨冲击，保证在打磨过程中轨迹的准确性及打磨精度保持性，提供持续长久的高质量打磨；

第四，绝对定位精度达到±0.4mm，重复定位精度±0.06mm，减小离线编程与实际打磨轨迹间的误差，缩短生产调试周期，降低调试难度；

第五，针对打磨工件的尺寸及工艺要求，优化机器人臂展，使机器人在满足绝大多数工件打磨的要求下减少占地面积，提升空间使用率，提高布置密度。

杨海滨还介绍了一款四轴高防护机器人HSR-HC403，整机采用高防护设计，阻隔机器人本体内部与外界杂质交互，避免因工作环境造成故障停机；该款机型主要应用于3C行业中的搬运、分拣、装配及其它小型零部件加工领域等应用场景。

不断丰富的产品线，有利于巩固华数机器人在上下料、冲压、打磨等领域的优势地位，进一步集中力量突破装配、焊接、喷涂等领域，用于机床、3C、厨电、笔电、五金等行业。

近年来，华数机器人进一步扩大与项目集成商的合作。在行业应用上，华数机器人在厨具自动化产线、3C自动化产线、家电自动化生产线领域已实现批量化应用，形成标准化解决方案，并在缝纫、热锻行业取得突破。

杨海滨表示，未来，“手”和“大脑”将在示教、遥操作等方面助力国产机器人做大做强，让机器人更易用、更好用。“让机器人‘大脑’变得更聪明、让机器‘手’更灵巧，华数机器人要为广大用户提供用得好、用得起的机器人。”

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