鋼結構是建筑主要結構，隨著裝配式建筑的興起，對鋼結構的需求也急劇增加，與混凝土和木材相比，鋼結構既有自身重量輕、強度高、韌性和塑性好、結構可靠、環(huán)保、可在利用的有點，也有自身體積大、生產品種多的缺點，這給鋼結構行業(yè)的智能化生產帶來了不小的挑戰(zhàn)。目前鋼結構行業(yè)生產仍處于半自動化和單個設備自動化的情況，生產效率低，產品質量不穩(wěn)定，人員需求大，已經嚴重制約建筑行業(yè)的發(fā)展。隨著鋼結構智能制造技術的發(fā)展，在“機器換人”的大背景下，鋼結構智能化生產必定能促進建筑鋼結構的發(fā)展，既能能有效提高效率和質量穩(wěn)定性，又能減少操作人員數(shù)量，降低對人工的依賴，同時也能降低安全風險。

目前針對H型鋼的工序流程：下料、搬運、焊接、拋丸、噴涂進行自動化升級改造。自動化整線按照功能分為智能下料線、智能焊接線和智能涂裝線。

智能下料線包含積放式輥道、表面處理單元、切割下料單元。通過積放式輥道將整張板料輸送到表面處理單元，通過鋼絲刷輥將板材表面浮銹去除干凈，鋼絲刷輥上下間隙可通過程序控制自動調節(jié)，以適應不同板厚的表面處理；表面處理后，板材進入切割下料單元，該單元通過CAM軟件對CAD圖形或三維模型處理，實現(xiàn)不同形狀和板厚的自動切割；切割好的零件被輥道送至下料平臺后由桁架機械手通過激光視覺定位系統(tǒng)，自動識別物料位置并抓取到指定位置存放或進入到銑邊倒角單元；銑邊倒角單元可通過板材寬度和厚度檢測系統(tǒng)，自動調節(jié)動力頭之間的間距，來實現(xiàn)不同規(guī)格零件的銑邊倒角，通過控制系統(tǒng)預設參數(shù)，只選擇加工類型就可實現(xiàn)產品加工。此線可為后續(xù)智能焊接線提供較為標準的零件，從而使焊接產品精度進一步提升，也能減少一定的焊接變形；該線也可通過增加龍門桁架機械手、激光視覺定位、AVG牽引車實現(xiàn)原料板材的自動轉運和上線。

智能焊接線包含框架組立單元、框架焊接單元、整形矯正單元、下料單元、輔件焊接單元。單個零件通過積放式輥道將不同零件安順序送入組立單元后，夾緊機構將其加緊后根據(jù)主體框架形狀旋轉角度，完成組裝后可由光構相機檢測各零件之間的間隙，如有異常，加緊機構可實現(xiàn)自動調節(jié)，確保間隙均勻、對稱，可有效減少焊接變形，組裝完成后焊接機器人開始埋弧焊接（包含點焊和滿焊），同時通過激光焊縫跟蹤，對偏離軌跡自動修正，確保焊接質量穩(wěn)定；由于焊接變形較大，在焊接輔件之前需要通過液壓整形矯正；整形完成后積放式輥道將框架主體輸送到指定位置，由下料單元裁成不同長度，然后準備輔件的焊接；搬運機器人通過激光視覺系統(tǒng)自動尋找并識別輔件；將各個輔件依次抓取至指定位置并焊接，搬運機器人上的抓取夾具可根據(jù)不同的輔件安裝方式和形狀實現(xiàn)夾具的自動快速更換（類似加工中心刀具自動更換）。

智能噴涂線包括自動拋丸機噴涂房組成；拋丸能提高油漆在鋼材表面的附著力，也能一定程度上減少板材焊接應力；設備通過拋頭高速集中高速噴射彈丸，對工件表面進行打擊與摩擦，使得工件表面氧化皮和污物掉落，降低表面粗糙度，能最大限度增加工件的油漆附著力；掉落的彈丸通過螺旋輸送器運送到除塵設備內，使設備更環(huán)保；拋丸后，輥道將工件送入自動噴漆房，懸掛輸送裝置將工件吊起并運輸前進，同時不同角度的油漆噴槍開始噴涂；噴涂完后進入烘干室和冷卻室將油漆烘干和工件冷卻后輸出成品；該線后續(xù)通過零件標識和二維碼掃描技術和立體庫等技術和設備實現(xiàn)智能倉儲。

基于建筑機器人的工業(yè)機器人視覺系統(tǒng)

應用場合：建筑工業(yè)工廠

焊接機器人：板料加工、 板料上下料、 工件組立、焊縫跟蹤、焊縫品質檢測

在現(xiàn)有建筑機器人焊接領域有兩個剛需的機器人視覺的應用

（1）現(xiàn)有的建筑機器人焊接需要人工通過編程和示教來保證機器人焊接的軌跡。構件多品種，小批量，每次產品更換都需要更改夾具，重新示教，通過多次編程才能確定最終的編程方案，嚴重影響生產效率。

（2）焊接過程中，由于工件尺寸公差大，工裝本身尺寸誤差，或者焊接熱應力導致的變形，會導致實際焊縫軌跡與編程軌跡存在差異，而焊接機器人無法識別并修正該差異，從而導致焊接品質出現(xiàn)差異。

自動尋跡使用前置設定的焊縫起點等信息，啟動焊縫尋跡/跟蹤兩用攝像頭，通過算法控制，引導機械手攜帶焊槍來到可以準確開始焊接過程的起伏點。接下來，系統(tǒng)綜合運用神經網(wǎng)絡預測，高效濾波，噪聲剔除和型態(tài)自適應控制等算法，由機器人異步自尋找并確定待焊縫的空間信息，并根據(jù)已設定在程序內的經驗參數(shù)給出最佳焊接角度及機器人焊槍運動軌跡。自動尋跡過程（無需人工干預）完成，機器人自行生成了傳統(tǒng)需要人工示教才能獲得的空間焊縫軌跡。

基于視覺傳感的焊縫跟蹤子系統(tǒng)

接著上一步的工作，取待焊工件焊縫位置，形狀與方向的圖像信息，然后經過特定設計的圖像處理的算法提取焊縫形狀與方向特征，并根據(jù)焊縫位置確定焊槍的下一步接近或糾偏運動方向和位移量，再行啟動焊縫跟蹤計算程序，通過中央控制機和機器人控制驅動機器人本體移動焊槍端點跟蹤焊縫走向和位置糾偏。通過這種方式可以實時調整焊接路徑，保證焊接質量。

生產效率方面

如果是人工操作的情況下，很容易出現(xiàn)疲勞，疲勞的情況下也很容易導致操作上的失誤，保證不了數(shù)據(jù)的精確性。而使用機器視覺很好的解決了這一問題，可以保證工作質量的情況下，還能提高生產效率，實現(xiàn)生產自動化。

成本管理方面

如果工廠需要一個合格的操作人員，需要通過培訓來實現(xiàn)，這期間需要花費大量的時間，以及人員指導上的人力。而購置一臺機器，通過操作和預先的設置即可進行開展工作。

安全角度

不僅如此，面臨部分特殊工業(yè)環(huán)境中的工作實施與監(jiān)測，比如高溫焊接等，人工視覺具有很大的人員安全問題，而機器視覺則很好的避免了這種風險。

轉自杭州固建機器人——固建機器人發(fā)足于香港科技大學自動化技術中心，是中國境內擁有自主知識產權，較早介入建筑機器人產業(yè)化研究，提供先進建造技術，建筑智造裝備和智能建造綜合解決方案的高科技企業(yè)。固建依托核心的機器人控制技術、數(shù)字化技術、自動化技術和機械創(chuàng)新設計能力，已經成為推動建筑行業(yè)變革的重要力量。固建擁有深圳研發(fā)基地的創(chuàng)新優(yōu)勢、佛山制造基地的機械裝備制造產業(yè)優(yōu)勢和長沙工程中心的實施能力優(yōu)勢，結合杭州的市場和人才資源優(yōu)勢，服務網(wǎng)絡遍及全國。

類似此類高校出來的技術團隊在制造業(yè)自動化和數(shù)字化升級改造過程中起到越來越舉足輕重的作用，某種意義上說正是這些技術人員公司推動中國制造業(yè)穩(wěn)步向前，提質升級，沖擊高端制造業(yè)。這些企業(yè)有利潤，有技術，薪水也不低，參與者回報也很豐厚，希望越來越多的高校學生意識到制造業(yè)升級改造中的機會，加入其中，實現(xiàn)自我的財務自由的同時也為社會貢獻一份自己的力量，總是比內卷考公摸魚強。