鋼結構是建築主要結構，隨著裝配式建築的興(xing) 起，對鋼結構的需求也急劇增加，與(yu) 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、環保、可在利用的有點，也有自身體(ti) 積大、生產(chan) 品種多的缺點，這給鋼結構行業(ye) 的智能化生產(chan) 帶來了不小的挑戰。目前鋼結構行業(ye) 生產(chan) 仍處於(yu) 半自動化和單個(ge) 設備自動化的情況，生產(chan) 效率低，產(chan) 品質量不穩定，人員需求大，已經嚴(yan) 重製約建築行業(ye) 的發展。隨著鋼結構智能製造技術的發展，在“機器換人”的大背景下，鋼結構智能化生產(chan) 必定能促進建築鋼結構的發展，既能能有效提高效率和質量穩定性，又能減少操作人員數量，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、噴塗進行自動化升級改造。自動化整線按照功能分為(wei) 智能下料線、智能焊接線和智能塗裝線。

智能下料線包含積放式輥道、表麵處理單元、切割下料單元。通過積放式輥道將整張板料輸送到表麵處理單元，通過鋼絲(si) 刷輥將板材表麵浮鏽去除幹淨，鋼絲(si) 刷輥上下間隙可通過程序控製自動調節，以適應不同板厚的表麵處理；表麵處理後，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台後由桁架機械手通過激光視覺定位係統，自動識別物料位置並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係統，自動調節動力頭之間的間距，來實現不同規格零件的銑邊倒角，通過控製係統預設參數，隻選擇加工類型就可實現產(chan) 品加工。此線可為(wei) 後續智能焊接線提供較為(wei) 標準的零件，從(cong) 而使焊接產(chan) 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(ge) 零件通過積放式輥道將不同零件安順序送入組立單元後，夾緊機構將其加緊後根據主體(ti) 框架形狀旋轉角度，完成組裝後可由光構相機檢測各零件之間的間隙，如有異常，加緊機構可實現自動調節，確保間隙均勻、對稱，可有效減少焊接變形，組裝完成後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，確保焊接質量穩定；由於(yu) 焊接變形較大，在焊接輔件之前需要通過液壓整形矯正；整形完成後積放式輥道將框架主體(ti) 輸送到指定位置，由下料單元裁成不同長度，然後準備輔件的焊接；搬運機器人通過激光視覺係統自動尋找並識別輔件；將各個(ge) 輔件依次抓取至指定位置並焊接，搬運機器人上的抓取夾具可根據不同的輔件安裝方式和形狀實現夾具的自動快速更換（類似加工中心刀具自動更換）。

智能噴塗線包括自動拋丸機噴塗房組成；拋丸能提高油漆在鋼材表麵的附著力，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，對工件表麵進行打擊與(yu) 摩擦，使得工件表麵氧化皮和汙物掉落，降低表麵粗糙度，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(nei) ，使設備更環保；拋丸後，輥道將工件送入自動噴漆房，懸掛輸送裝置將工件吊起並運輸前進，同時不同角度的油漆噴槍開始噴塗；噴塗完後進入烘幹室和冷卻室將油漆烘幹和工件冷卻後輸出成品；該線後續通過零件標識和二維碼掃描技術和立體(ti) 庫等技術和設備實現智能倉(cang) 儲(chu) 。

基於(yu) 建築機器人的工業(ye) 機器人視覺係統

應用場合：建築工業(ye) 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

在現有建築機器人焊接領域有兩(liang) 個(ge) 剛需的機器人視覺的應用

（1）現有的建築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(chan) 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(yan) 重影響生產(chan) 效率。

（2）焊接過程中，由於(yu) 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(hui) 導致實際焊縫軌跡與(yu) 編程軌跡存在差異，而焊接機器人無法識別並修正該差異，從(cong) 而導致焊接品質出現差異。

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(liang) 用攝像頭，通過算法控製，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，係統綜合運用神經網絡預測，高效濾波，噪聲剔除和型態自適應控製等算法，由機器人異步自尋找並確定待焊縫的空間信息，並根據已設定在程序內(nei) 的經驗參數給出最佳焊接角度及機器人焊槍運動軌跡。自動尋跡過程（無需人工幹預）完成，機器人自行生成了傳(chuan) 統需要人工示教才能獲得的空間焊縫軌跡。

基於(yu) 視覺傳(chuan) 感的焊縫跟蹤子係統

接著上一步的工作，取待焊工件焊縫位置，形狀與(yu) 方向的圖像信息，然後經過特定設計的圖像處理的算法提取焊縫形狀與(yu) 方向特征，並根據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，通過中央控製機和機器人控製驅動機器人本體(ti) 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(chan) 效率方麵

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

成本管理方麵

如果工廠需要一個(ge) 合格的操作人員，需要通過培訓來實現，這期間需要花費大量的時間，以及人員指導上的人力。而購置一台機器，通過操作和預先的設置即可進行開展工作。

安全角度

不僅(jin) 如此，麵臨(lin) 部分特殊工業(ye) 環境中的工作實施與(yu) 監測，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——固建機器人發足於(yu) 香港科技大學自動化技術中心，是中國境內(nei) 擁有自主知識產(chan) 權，較早介入建築機器人產(chan) 業(ye) 化研究，提供先進建造技術，建築智造裝備和智能建造綜合解決(jue) 方案的高科技企業(ye) 。固建依托核心的機器人控製技術、數字化技術、自動化技術和機械創新設計能力，已經成為(wei) 推動建築行業(ye) 變革的重要力量。固建擁有深圳研發基地的創新優(you) 勢、佛山製造基地的機械裝備製造產(chan) 業(ye) 優(you) 勢和長沙工程中心的實施能力優(you) 勢，結合杭州的市場和人才資源優(you) 勢，服務網絡遍及全國。

類似此類高校出來的技術團隊在製造業(ye) 自動化和數字化升級改造過程中起到越來越舉(ju) 足輕重的作用，某種意義(yi) 上說正是這些技術人員公司推動中國製造業(ye) 穩步向前，提質升級，衝(chong) 擊高端製造業(ye) 。這些企業(ye) 有利潤，有技術，薪水也不低，參與(yu) 者回報也很豐(feng) 厚，希望越來越多的高校學生意識到製造業(ye) 升級改造中的機會(hui) ，加入其中，實現自我的財務自由的同時也為(wei) 社會(hui) 貢獻一份自己的力量，總是比內(nei) 卷考公摸魚強。