从底层算法入手，芯合示教+控制系统改善机器人“难用”痛点

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自2012年开始，人口红利逐年减少，工业机器人在解决工业企业劳动力不足、提高工作效率、改进工作质量等方面发挥着越来越重要的作用。高工机器人产业研究所（GGII）数据显示，预计到2025年，中国工业机器人市场销量有望突破35万台，持续领跑全球市场。

然而在当下，机器人代替人的场景并没有大规模的实现。目前仍存在许多人力密集型的行业，如家电、食品、汽车零部件等行业，机器人使用量较少，自动化水平低。原因究竟为何？

机器人系统在落地焊接应用难点在哪？

在芯合科技总经理王相伟看来，诸多传统企业发现智能制造设备导入后的生产效果并不显著，究其原因，还是企业缺的是能和机器互通的能力，也就是说机器人的易用性达不到要求，客户很难直接上手。

从目前中国工业机器人应用分布领域来看，主要集中在焊接、喷涂、装配、包装、码垛搬运、抛光打磨等领域。焊接机器人作为工业机器人应用中占比最大，涉及行业最广，替代人工效果最佳的机器人种类之一，历来都是各家机器人本体厂与集成商的“必争之地”。

随着高端制造需求日益爆发，焊接机器人市场有望进一步乘风而起。GGII数据显示，预计到2023年中国焊接机器人市场将超过8.5万台，年均增速超15%。

但是焊接机器人在大规模落地中的难点众多，主要在于焊接物件多种多样，这其中，异种材料的熔点、线膨胀系数、热导率和比热容、电磁性等等，都会影响焊接质量。

其次，点焊时，对焊点的定位精度要求高，满焊且存在焊缝误差时，对形变要求高，如何做到焊接质量符合要求且稳定更是难点。

例如在面向大型储罐焊接、船舶制造等大型结构的焊接生产，就会出现大量角焊缝、圆管焊接的焊接需求，由于焊接位置相对比较繁杂，且进口系统或集成系统对工人编程操作要求高，所以一直是实际机器人焊接应用生产中的难点。

“精准定位”下的芯合机器人控制系统

针对于此，芯合科技基于自主研发的控制系统打造的高精度智能焊接机器人（简称XH-HPI系列），能够满足立焊/平焊、角焊缝焊接和圆管焊接等主要场景焊接模式。为了满足焊接误差的要求，芯合控制系统通过自主寻位误差补偿算法，实现了焊枪的精确定位。

当前，如安川等进口焊接机器人为保证焊接精度，大都离不开激光视觉传感器的应用，以便在焊接时自动检测焊接位置的变化，进而将焊枪调整至相应位置。

但是这种方案有其天生的劣势，“一方面，一套激光视觉大约要4万块人民币，价格成本高；另外，视觉还会受到工业实际生产环境中不确定要素的影响，导致产生偏差，使得错误的信号传输给一般集成或进口系统，致使控制机器人末端焊接位置达不到要求就会造成虚焊等现象，当然，对于焊缝误差较小或者配套工装夹具的物件焊接，可以不使用此项寻位功能，更用不到焊缝跟踪等传感器。”王相伟表示。

圆管焊接中，芯合系统的自动寻位误差补偿算法，替代掉激光视觉，可以使得双机协作--抓取配合焊接，重复精度控制在正负0.05mm,“就像盲人按摩，用手指触觉方式寻找焊接位置，会更加精准、稳定”。

而芯合科技的机器人控制系统在焊接应用中，不仅含有圆管打点、角焊缝打点寻位误差补偿算法，且HPI系列系统的外部轴数量可以定义，可以有效分配多台机器人抓取及协作焊接，满足焊接流水线改造过程中多机协作焊接的需求与要求。同时，替代了激光焊缝跟踪等传感器，降低了昂贵传感器硬件成本，更加符合商业化本质，满足客户对焊接质量、成本的要求。

▐ 芯合科技角焊缝焊接

特点：角焊缝寻位焊接，无需激光焊缝跟踪传感器，稳定，节省成本。

要求：该物件角焊缝焊接无需人工补焊，也不需要人工辅助焊接。

▐ 圆管双机协作焊接

特点：圆管打点测试寻位误差补偿焊接，无需视觉拍照，稳定，节省成本。

要求：所有耙齿90°垂直于圆管一直条直线焊接，且不得有虚焊。

难点：每次被点焊的耙齿位置，误差在1-5mm。

底层算法=核心竞争力

“能够解决这些问题的根本在于芯合科技掌握了稳定实用的运动规划技术和动量控制技术，可以自动计算出机器人的运动轨迹，实现机器人的快速简易部署，进一步助推机器人的批量化。”王相伟表示。

也正是基于大量自研的底层算法，芯合科技推出的控制系统+示教系统，不但可以应用于焊接领域，喷涂、码垛等这种对机器人有一定轨迹要求的领域同样适用，同时相比之下也更加简单、实用。

除焊接应用之外，比如在钢结构喷涂界面一项中，客户可以选择油漆品牌，可以输入需要设定的漆膜厚度后，机器人即可以自动生成喷涂路径，控制机器人喷涂速度、喷枪角度等参数，达到设定要求的漆膜厚度，不需要人工补喷等修复。

与此同时，芯合科技这套控制系统还能根据客户不同的需求，满足非常规的运动轨迹，实现算法定制化。“未来，芯合科技将不断加大在底层算法上的投入，解决更多机器人复杂轨迹规划的难题，为机器人焊接、喷涂等其他细分领域的合作商共赢发展添砖加瓦，让机器人更加简单、易用，推进企业手工生产、半自动化生产向智能自动化方向发展。”

芯合科技，掌握机器人核心控制技术！同时，芯合科技也期望海内外有更多的合作商、控制系统代理商、本体代理商一起合作共赢！

第22届上海工博会芯合展位，展位号7.1HE243。全国服务热线4000558015。

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