全流程视觉免示教，机器人加工小批量工件也得心应手

李建伟 樊江波 科技日报记者 乔地

操作人员将待焊接的四根钢管随意摆放在工装台上后，在普通的工业电脑操作平台上设定焊接参数及轨迹，机器人就通过视觉识别自主找到焊点，并按照预定轨迹进行焊接。只见火花闪耀处，瞬间四条完美的焊缝就把四根钢管牢固地焊接成一个四边形整体。这是科技日报记者近日在洛阳高新区机器人控制与视觉传感研究所看到的一幕。

该所首席科学家吴哲明博士后来告诉记者，他们采用的是光学、机电、人工智能图像识别、机械臂智能轨迹规划的多技术融合，是目前国内外唯一能实现全流程视觉免示教的工程化技术，相当于给传统机器人安装了“眼睛”和“大脑”。为机器人搭载的自主研发的算法系统，对来料的前道工序加工误差，可通过算法优化实现来料尺寸校正和纠偏以保障加工一致性，同时双重保障人机混合作业的安全性，加工精度可达到0.5mm，是国际一流厂商现场应用精度的3倍以上，而且免去了复杂、耗时的编程环节，因此可广泛应用于航空航天、桥梁安装、工程机械、汽车制造、食品加工等行业，涵盖切割、焊接、喷涂、打磨、监测等工序，应用领域十分广阔。

据介绍，近年来，“用机器代替人工”逐渐开始在国内许多企业推广应用，但目前工业机器人基本都是应用在大批量、标准化、流水线、重复性、机械性的制造场景。对于小批量、定制化工件加工作业场景，示教编程耗时长，作业劳动量大，工业机器人柔性化不足、智能化水平不高，机器人在加工时仍需要人工在场“陪同”随时进行校正、引导。遇到复杂工件的加工，许多企业出于经济性考虑，仍然会更倾向于采用传统的人工加工方式，这无疑是制约了当前智能制造大背景下制造业高质量发展的需求。

洛阳机器人研究所的联合创始人团队，被称为“博士四剑客”的清华大学博士吴哲明、刘佳君、邹怡蓉、马涛等四人，一直专注于将视觉传感和机器人控制技术应用于工业领域，深耕工业机器人应用研究，持续不断提升工业机器人智能化水平，截至目前已累积众多涵盖焊接、切割、喷涂等领域落地应用案例，也同中航工业成飞集团、宇通客车、三一重工等一些行业龙头企业建立合作。近日还与郑州煤矿机械集团股份有限公司签约，清华大学Center也专门采购了该所免示教焊接机器人智能视觉系统用于学生教学和科研。