當(dāng)前,陶瓷行業(yè)使用的機(jī)器人智能化程度并不高。據(jù)專業(yè)人士介紹,第一代機(jī)器人只需通過(guò)示教存儲(chǔ)信息,工作時(shí)讀出這些信息,向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令,執(zhí)行機(jī)構(gòu)按指令再現(xiàn)示教的操作,廣泛應(yīng)用于焊接、上下料、噴漆和搬運(yùn)等;第二代機(jī)器人是帶感覺(jué)的機(jī)器人,機(jī)器人帶有視覺(jué)、觸覺(jué)等功能,可以完成檢測(cè)、裝配、環(huán)境探測(cè)等作業(yè);第三代機(jī)器人即智能機(jī)器人,它不僅具備感覺(jué)功能,而且能根據(jù)人的命令,按所處環(huán)境自行決策,規(guī)劃出行動(dòng)。目前,在陶瓷行業(yè)中使用的90%以上的機(jī)器人都屬于一代和二代機(jī)器人。隨著陶瓷行業(yè)逐步與智能化接軌,陶瓷行業(yè)的機(jī)器人也會(huì)隨之實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
對(duì)于陶瓷行業(yè)來(lái)說(shuō),機(jī)器換人是發(fā)展的新常態(tài)。雖然陶瓷行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的程度已經(jīng)很高,但整個(gè)生產(chǎn)線上還是存在很多環(huán)節(jié)可以讓機(jī)器人來(lái)代替人來(lái)完成工作。除了撿磚、打包、搬運(yùn)等強(qiáng)度高的作業(yè),現(xiàn)在拋光、打磨、施釉等精度高的工藝也可使用機(jī)器人。
磨邊、拋光等環(huán)節(jié)仍是國(guó)內(nèi)陶業(yè)自動(dòng)化升級(jí)的“戰(zhàn)場(chǎng)”
廣東科達(dá)潔能股份有限公司副總裁、科達(dá)研發(fā)院院長(zhǎng)武楨曾在接受陶衛(wèi)網(wǎng)記者采訪時(shí)明確表示,自動(dòng)化簡(jiǎn)單地說(shuō)就是將人的工作改為機(jī)器工作。自動(dòng)化在國(guó)內(nèi)陶瓷行業(yè)的應(yīng)用在現(xiàn)有的工藝條件下已經(jīng)達(dá)到了很高的程度,不僅減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,還最大限度地避免了操作人員發(fā)生錯(cuò)誤的問(wèn)題。盡管如此,陶瓷行業(yè)的自動(dòng)化升級(jí)仍有“巨大的”空間,這個(gè)空間將來(lái)自于中國(guó)陶瓷工藝水平的提升。
武楨認(rèn)為,陶瓷原料的存儲(chǔ)及計(jì)量、料漿制備、料漿均化、粉料制備及陳腐就是自動(dòng)化升級(jí)的“戰(zhàn)場(chǎng)”。 揀選、包裝、自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)及自動(dòng)裝車是陶瓷行業(yè)自動(dòng)化升級(jí)的另一個(gè)“戰(zhàn)場(chǎng)”。當(dāng)然,還有許許多多的“戰(zhàn)場(chǎng)”正在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的那些環(huán)節(jié),主要體現(xiàn)在一些中間(工藝)環(huán)節(jié)。比如,從窯爐到磨邊的中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié),瓷磚由在窯爐里的熱到磨邊線的冷,需要一定時(shí)間冷卻,這個(gè)過(guò)程大多以人工為主。此外,磨邊、拋光環(huán)節(jié)仍有大量人工輔助的工作。如果以上指出的這些環(huán)節(jié)都達(dá)到自動(dòng)化水平,就真正實(shí)現(xiàn)了陶瓷行業(yè)的全自動(dòng)化。2016年科達(dá)研制成功的智能窯尾儲(chǔ)坯系統(tǒng)和數(shù)字智能磨邊機(jī)已經(jīng)應(yīng)用于一些高端陶瓷廠的生產(chǎn)線,初步實(shí)現(xiàn)了這兩個(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化。
廣東一鼎科技有限公司自動(dòng)化事業(yè)部總經(jīng)理兼技術(shù)總監(jiān)張曉明認(rèn)為,國(guó)內(nèi)工廠一條生產(chǎn)線可能需要十幾名操作工,而國(guó)外只需要3-4名操作工。在國(guó)外,產(chǎn)品自動(dòng)包裝之后,是利用激光AGV系統(tǒng)自動(dòng)出入庫(kù),國(guó)內(nèi)目前還是使用傳統(tǒng)的機(jī)動(dòng)叉車作業(yè)。而國(guó)外的智能化項(xiàng)目主要有自動(dòng)分色分級(jí)包裝、數(shù)碼磨邊、AGV倉(cāng)儲(chǔ)、AR可識(shí)遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)等。薩克米、西斯特姆、西蒂貝恩特、BMR等在智能化這塊的發(fā)展屬于國(guó)際領(lǐng)先水平。目前國(guó)內(nèi)陶企整線已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn),個(gè)別單機(jī)設(shè)備,例如噴墨機(jī)、智能儲(chǔ)坯系統(tǒng)、數(shù)碼磨邊機(jī)已初步實(shí)現(xiàn)智能化。目前,一鼎推出的智能儲(chǔ)坯系統(tǒng)就是一種智能化設(shè)備。它相對(duì)于目前市場(chǎng)上的自動(dòng)儲(chǔ)坯系統(tǒng)的差別在于:它的智能化程度高。它的智能系統(tǒng)是由中央調(diào)度系統(tǒng)、交通管制系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)、電源控制系統(tǒng)4大部分組成,同時(shí)還具備遠(yuǎn)程維護(hù)的能力。一鼎科技的數(shù)碼磨邊機(jī)也在智能化的范疇里面。
自研發(fā)生產(chǎn)出首個(gè)國(guó)產(chǎn)噴釉機(jī)器人以來(lái),佛山新鵬機(jī)器人技術(shù)有限公司又瞄準(zhǔn)拋光打磨機(jī)器人系統(tǒng)程序無(wú)法重復(fù)使用行業(yè)難題,歷時(shí)兩年,前后投入近900萬(wàn)元,終于取得技術(shù)突破。去年10月,由新鵬機(jī)器人研發(fā)的“一種機(jī)器人拋光打磨系統(tǒng)程序復(fù)用的標(biāo)定裝置及方法”獲得第十八屆中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。
噴釉工業(yè)機(jī)器代人是行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)
據(jù)悉,施釉是指利用干燥坯體的吸水性使泥漿狀的釉料粘附在坯體表面上,噴釉是利用壓縮空氣將釉漿通過(guò)噴槍或者噴釉機(jī)噴成霧狀,使之粘附于坯體上,噴槍與坯體的距離、噴釉的壓力、噴釉的次數(shù)以及釉漿的相對(duì)密度等決定了釉層的厚度。同時(shí)由于噴釉出來(lái)的釉層厚度比較均勻、易于控制,因此容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。施釉是陶瓷生產(chǎn)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),也是陶瓷生產(chǎn)中較易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的環(huán)節(jié)。國(guó)外大多采用機(jī)器人進(jìn)行噴釉,但是國(guó)內(nèi)應(yīng)用尚未普及。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)的噴釉工序主要靠手工完成,其作業(yè)環(huán)境惡劣,勞動(dòng)強(qiáng)度大,質(zhì)量差,生產(chǎn)效率低,品質(zhì)難于統(tǒng)一性。噴出的霧狀很容易被人吸入,長(zhǎng)期以往會(huì)對(duì)人的身體造成嚴(yán)重影響。隨著社會(huì)的發(fā)展,人們對(duì)物質(zhì)文化生活需求的日益增長(zhǎng),及對(duì)生產(chǎn)工人的健康保證,對(duì)陶瓷生產(chǎn)提出了更高要求,用機(jī)器人代替人工噴釉已成為陶瓷生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。
在噴釉工序逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的過(guò)程中,涌現(xiàn)出新鵬、和成、普拉迪、宇誠(chéng)銘、新景泰、科萊等一批優(yōu)秀企業(yè),為噴釉機(jī)器人的市場(chǎng)推廣和技術(shù)成熟做出不同程度的貢獻(xiàn)。
5月27日,佛山市三水盈捷精密有限公司(新景泰)發(fā)布了“施釉線技術(shù)的工業(yè)4.0”新品——領(lǐng)先的大板施釉方案產(chǎn)品,有往復(fù)式噴釉柜、高壓噴釉機(jī)、超寬直線淋釉機(jī)。其中,往復(fù)式噴釉柜專門為1米以上規(guī)格噴釉而設(shè)計(jì)。通過(guò)多次來(lái)回施釉,配上高壓噴釉泵達(dá)到固化,(施釉量)壓力高達(dá)15Kg/c㎡。從而解決以往淋釉不均勻、淋釉量不夠的痛點(diǎn)。功能和效果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。產(chǎn)品通過(guò)節(jié)水、節(jié)釉、節(jié)電實(shí)現(xiàn)環(huán)保化。通過(guò)施釉線的速度總控系統(tǒng)。總控,儲(chǔ)存各種速度數(shù)據(jù),穩(wěn)定生產(chǎn),快速調(diào)用轉(zhuǎn)產(chǎn)。施釉恒壓控制,確保施釉量精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)施釉印花的數(shù)據(jù)化、智能化。新景泰總經(jīng)理彭基昌表示,新景泰目前有仿古磚設(shè)備、噴墨機(jī)、機(jī)器代人工程三大項(xiàng)目,數(shù)字化、自動(dòng)化兩大技術(shù)核心。
陶瓷行業(yè)生產(chǎn)工序里噴涂工序是屬于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中極為重要的一環(huán),但由于工作環(huán)境惡劣,空氣中存在有害氣體及粉塵,對(duì)人體有直接傷害,并且工作中需要大量體力,故此招工極為困難。根據(jù)調(diào)查,目前在噴涂工作崗位上的工人平均年齡超過(guò)43歲。企業(yè)招工時(shí),年紀(jì)輕的不肯來(lái),年紀(jì)大的因?yàn)橛新殬I(yè)病的隱患。熟手的噴漆工工資比裝配線上的操作工高2-3倍。噴涂機(jī)器人作為機(jī)器人大家族中的一個(gè)分支,近兩年頻頻亮相于企業(yè)噴涂作業(yè)中,為企業(yè)帶來(lái)的實(shí)際效益和好處也是空前的。
記者在與佛山市科萊機(jī)器人有限公司劉經(jīng)理的交流中了解到其自主設(shè)計(jì)制造的“手把手噴涂機(jī)器人”,采用在線手把手示教的方式,是國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。它擁有多項(xiàng)國(guó)家專利,是一款不需要專業(yè)編程人員,直接由操作工邊操作,機(jī)器人邊學(xué)習(xí)的自動(dòng)設(shè)備。他們目前已經(jīng)與國(guó)內(nèi)知名的一些衛(wèi)浴企業(yè)合作。劉經(jīng)理介紹,這是一款適應(yīng)中國(guó)國(guó)情的工業(yè)機(jī)器人,使用方法簡(jiǎn)單。操作工人把持機(jī)器人的“手腕”,直接拖動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行示教工作(如噴涂)。在示教工作完成后,運(yùn)動(dòng)過(guò)程的軌跡被記錄下來(lái)。重新啟動(dòng)機(jī)器人,就可以反復(fù)進(jìn)行同樣的工作,從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器代人。由于示教過(guò)程不需要專業(yè)培訓(xùn)的編程人員,而且示教過(guò)程中可以直接看到噴涂的效果,熟練的工人可不停地按照噴涂效果調(diào)整姿勢(shì),按工藝要求進(jìn)行移動(dòng)和修正,噴涂的使用效果大大增強(qiáng)。機(jī)器人完全可以取代熟練工人的高強(qiáng)度機(jī)械勞動(dòng),提高工作效率,噴涂中消除各種人為的誤差。在環(huán)境較為惡劣,有害氣體對(duì)人有直接傷害的崗位上代替人工操作,尤為有利。
“手把手噴涂機(jī)器人”順應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展,在代替人力方面有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。一臺(tái)二十多萬(wàn)的機(jī)器人,可以代替1.5-1.8個(gè)熟手噴漆工。當(dāng)企業(yè)采用了機(jī)器人,就不用發(fā)愁找不到愿意加班的噴漆工了。如果企業(yè)三班生產(chǎn),一臺(tái)機(jī)器人單從人力成本計(jì)算,不到一年即可收回成本。使用這一機(jī)器人的另一大優(yōu)勢(shì)在于其高速的動(dòng)作,單位產(chǎn)品生產(chǎn)周期降低,機(jī)器人不需要休息,只要沒(méi)有機(jī)械故障,它就可以不停歇的一直工作下去。
廣泛采用工業(yè)機(jī)器人,不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量,而且對(duì)保障人身安全,改善勞動(dòng)環(huán)境,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本, 有著十分重要的意義。
政策扶持助力陶業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)升級(jí)
新鵬機(jī)器人的一位負(fù)責(zé)人曾向記者表示,陶瓷行業(yè)高耗能、高排放、重體力,尤其在現(xiàn)在行業(yè)洗牌的關(guān)鍵時(shí)刻,每家工廠都面臨人口紅利的消失尷尬局面,被淘汰的企業(yè)都是傳統(tǒng)型生產(chǎn)企業(yè),優(yōu)秀的企業(yè)早已提前布局,為未來(lái)做打算。以東鵬和新明珠為例,他們已有自己的升級(jí)改造計(jì)劃,自己也與眾多的自動(dòng)化公司合作,并不斷從社會(huì)上吸取行業(yè)外其他自動(dòng)化專家的建議和設(shè)計(jì)方案,來(lái)完善自己,機(jī)器人的使用也在他們的規(guī)劃之類。管理設(shè)備總比管人簡(jiǎn)單,而機(jī)器人有許多是人不能勝任的。關(guān)于勞動(dòng)強(qiáng)度、工作環(huán)境、質(zhì)量控制的穩(wěn)定性,尤其在流水線連續(xù)生產(chǎn)的模式下,更需要機(jī)器人精準(zhǔn)的工作。從投入上計(jì)算一般一年半到兩年即可回收成本,同時(shí)國(guó)家對(duì)企業(yè)技術(shù)升級(jí)改造有最高達(dá)30%的扶持,對(duì)于陶瓷行業(yè),何樂(lè)而不為。
通過(guò)對(duì)購(gòu)買機(jī)器人的企業(yè)給予不同程度補(bǔ)貼的方式,來(lái)促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)大量使用機(jī)器人,一方面實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)制造業(yè)的升級(jí),另一方面促進(jìn)了大量機(jī)器人的普及,推廣了機(jī)器人技術(shù)的使用。為配合國(guó)家工業(yè)發(fā)展方向和政策,為穩(wěn)固推進(jìn)機(jī)器人行業(yè)健康發(fā)展,國(guó)家已出臺(tái)相關(guān)扶持政策。佛山就已出臺(tái)《佛山市扶持企業(yè)推進(jìn)機(jī)器人及智能裝備應(yīng)用實(shí)施方案》明確提到對(duì)于購(gòu)買單體機(jī)器人及自動(dòng)化控制設(shè)備進(jìn)行智能技術(shù)改造的都有15%的補(bǔ)貼。此外,還將對(duì)企業(yè)開(kāi)展智能化改造、機(jī)器人應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)攻關(guān)并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的項(xiàng)目,智能制造公共平臺(tái)項(xiàng)目以及優(yōu)質(zhì)的增資擴(kuò)產(chǎn)類智能化改造項(xiàng)目給予支持。扶持政策明確是引導(dǎo)和鼓勵(lì)企業(yè)利用先行裝備進(jìn)行技術(shù)改造和加快產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型,企業(yè)要根據(jù)自身的現(xiàn)有制造業(yè)水平,由點(diǎn)到面,科學(xué)評(píng)估,而不是一窩蜂,目標(biāo)是全面提升制造業(yè)綜合實(shí)力。推廣機(jī)器人的正確使用大致要考慮五點(diǎn):第一,機(jī)器人代替人的必要性,是否能代替人連續(xù)完成該工序,同時(shí)做的比人做的質(zhì)量好,第二,是否能用于實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)作業(yè),而不是實(shí)驗(yàn)室狀態(tài),讓企業(yè)能迅速承接,第三,企業(yè)投資是否能盡快回報(bào),第四,該機(jī)器人集成技術(shù)方案是否在行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先,低級(jí)的實(shí)驗(yàn)室方案無(wú)法讓企業(yè)享受科技回報(bào),企業(yè)花錢僅得名。第五,企業(yè)要謹(jǐn)慎考察選擇機(jī)器人集成商避免錯(cuò)誤投資。
工業(yè)機(jī)器人在陶瓷行業(yè)的應(yīng)用,在國(guó)外已是一個(gè)較為成熟的技術(shù)。陶瓷行業(yè)現(xiàn)階段的機(jī)器換人,主要是代替人從事繁重的體力勞動(dòng),把大量的產(chǎn)業(yè)工人從生產(chǎn)一線解放出來(lái)。隨著陶瓷機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,下一代用于陶瓷行業(yè)的機(jī)器人將更加智能化。機(jī)器人企業(yè)將加大人工智能技術(shù)研究,推動(dòng)語(yǔ)音識(shí)別、圖像識(shí)別技術(shù)突破,推動(dòng)高精密度傳感技術(shù)突破,推動(dòng)機(jī)器深度學(xué)習(xí),促進(jìn)信息處理技術(shù)的集成創(chuàng)新和機(jī)器大腦技術(shù)突破。對(duì)于陶瓷行業(yè)來(lái)說(shuō),機(jī)器人產(chǎn)業(yè)還是剛剛開(kāi)始。
