HRG自研拟人化搽胶系统成功为鞋业头部品牌客户服务
- 来源：哈工大机器人集团
- 2021/11/22 9:00:21
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【塑料机械网 明星企业】2021年10月，HRG团队为运动鞋头部品牌安踏集团某制鞋厂打造的“拟人化搽胶系统”顺利进入试用阶段。这一案例在为客户带来效益的同时，也标志着HRG借助产品和技术优势，在“随机性”和“经验性”占主导的手工业和轻工业领域，开辟了为客户提供智能化价值的路径。
自主研发 从单体到方案
2019年，HRG在世界机器人大会现场展出了一款当时新近研发的六自由度并联共融机器人。这款由HRG合肥研究院项目团队开发的机器人展示了主要功能：可以通过直接交互示教快速学习掌握复杂工艺手法，进行高精度、高速度的工艺操作。
2021年，以这款机器人产品为基础硬件，项目团队借助自主设计开发的“拟人化搽胶系统”，成功为国产运动鞋品牌安踏的某制鞋厂服务。
该“拟人化搽胶系统”经过多次调试和优化，已于10月底进入试生产阶段，在为客户提升质量和效率的同时，实现了安全环保作业。
这一案例，是团队自主研发的“拟人化搽胶系统”在制鞋业的一次成功落地实践，该系统能够在传统的手工搽胶生产环节发挥重要作用。
应用方向 瞄准复杂工艺
制鞋业是一个非常传统的行业，生产前期需要依靠大量手工作业去完成。随着制鞋业的发展，行业对高精度、高效率自动化设备需求、社会对绿色环保需求、劳动者对健康工作环境需求都日渐提高。
相比于其他解决方案，拟人化搽胶系统专注的是轻工业和手工业领域的搽胶生产环节。
轻工业和手工业领域，工艺手法具有经验性、工件通常具有非标性、实施过程具有随机性。对工作路径的精度要求更高、操作手法也更复杂。这些特性都提高了行业实现自动化的门槛。
从某种意义上讲，实现机器换人，手工业和轻工业遇到的难度比重工业更大。
在接受HRG繁星学院创新说栏目采访时，项目团队的主要负责人赵龙海阐述了带队选择行业赛道的初衷：真正能超越国外竞争者的机会或许在于手工业、轻工业，解决那些他们也没能解决好的问题。
三大部分 展示智能搽胶优势
HRG拟人化搽胶系统主要由云信息系统、并联共融机器人系统、全景视觉系统三部分组成。可实现高品质、高效率的自动化鞋底搽胶。
NO.1 云信息系统
云信息系统可适应大、中、小型鞋厂的需求，支持快速便捷地模块化组线，实现云端调度、监测、报警和升级维护。
云信息系统基于物联网和云平台技术建立，可实时采集各个工位的信息，是整个产线的调度中枢。
模块组线定制：针对不同鞋型、尺码、工艺需求，可由该数字化工厂模块化组装定制生产线，匹配实际需求。
生产进度跟踪：产能、能耗、效率、良品率等生产指标数据，可实现实时反馈，可根据需求调整生产计划，灵活方便。
产线状态监测：通过云监控、云日志，实时监测设备运行状况，报警信息自动推送。
系统远程维护：及时发现并远程排除产线运行过程中出现的问题，实时更新系统，提高维护效率降低成本。
NO.2 并联共融机器人系统
并联共融机器人系统由并联机器人构成。可简单、快速地获取熟练工种的搽胶经验手法，在线自适应生成拟人化、精准快速平稳的机器人搽胶轨迹。
团队自主研发的轻巧型并联共融机器人，具有易用、精确、高效、安全等四大突出特点优势。不仅可以通过直接交互示教快速学习掌握复杂工艺手法，而且精度和效率优于人工。
工艺定制快：快速获取工人的操作手法，通过机器人工艺规划系统准确生成搽胶轨迹；一次操作即可完成手法示教，简单快速。
轨迹精度高：并联机器人结构刚度大，末端重复定位精度可达±0.02毫米，轨迹精度可达±0.5毫米。
作业速度快：按生产需求实时调节生产线作业速度，可实现90-120双/小时的生产速度，通常情况下，一台机器可至少替代2个工人。
停机时间短：轻巧并联机器人工作空间可同时覆盖两只鞋，实现无间歇变更搽胶工位，实现24小时不停歇工作，提高使用效率。
NO.3 全景视觉系统
针对各种鞋型，全景视觉系统能准确、高效地识别鞋型轮廓，呈现完整点云，识别鞋型偏差变形。分析计算鞋型安装偏差和形变偏差，用于机器人轨迹补偿修正。
快速提取轮廓：系统获取复杂鞋型全景轮廓点云数据，在5秒内分析提取有效信息，快速识别关键特征，完成轮廓提取。
提高搽胶精度：柔性配准算法，可识别获取鞋材之间的一致性偏差，并实时反馈机器人控制系统，在胶刷工具端予以自动补偿，保证搽胶精度±0.5mm；
无需标准楦头：自主开发刚性配准算法，可自动计算并补偿鞋楦/鞋模人工装配带来的安装偏差，取缔价格昂贵的标准楦头，节约生产成本。
免去人工划线：通过智能视觉系统分割识别算法，自动提取鞋、模交界线(边墙线)等关键特征，免去划线工序，节约生产成本。
持续深耕 为客户提供价值
与行业传统方案相比，拟人化搽胶系统在实现高效产能的同时，产线可适应多种鞋型同时在线生产。为企业有效节省人工、场地和设备等资源的投入，在提升质量和效率的同时，实现安全环保作业。
以该系统为依托，目前团队已为相关技术申请国内外专利共计20余项，包括一种基于双陀螺仪部件的六自由度并联机器人，基于并联机构的轻型抓取装置及其机械臂、机器人，一种球面并联机构，一种动平台具有重构能力的球面并联机构，一种基于平动并联机构的六自由度机械臂等多项发明专利，截至目前，已获得授权专利10余项。
值得一提的是，HRG拟人化搽胶系统还可以应用到更多人机协作的交互式工作环境中，如分拣、理料、包装等基础场景，以及用于工业打磨、抛光、装配等复杂工艺的学习与复现。
目前，该项目团队已成立安徽智摹机器人科技有限公司，进入产业化运营。借助持续的技术沉淀和业务积累，聚焦作业需要传承工人经验手法的一些轻工业行业，团队将为该领域客户在智能化转型中不断提供价值。
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