焊接是制造業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中重要的加工技術(shù)，焊接質(zhì)量往往對工業(yè)品最終質(zhì)量有著很大甚至決定性的影響。但是技術(shù)精湛的高級焊接工人通常需要很長時間技術(shù)經(jīng)驗的積累才能培養(yǎng)出來，數(shù)量稀缺。目前我國焊接領(lǐng)域正面臨人才斷檔的趨勢，全國焊接工人總數(shù)約為1382萬人，而80后、90后焊工數(shù)量不到總數(shù)的40%，這使得優(yōu)秀焊接人才的供給變得更為困難。

隨著焊接勞動力成本逐年上升、技能人才缺口逐年拉大，企業(yè)對機(jī)器人填補人才缺口具有強(qiáng)烈需求。據(jù)IFR和前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，全球2019年焊接機(jī)器人銷量達(dá)到21.1萬臺左右，但是目前市面上焊接機(jī)器人基本停留在自動化狀態(tài)，未實現(xiàn)智能化，導(dǎo)致在很多高端制造領(lǐng)域無法適用。

智能焊接機(jī)器人供應(yīng)商大熊星座智能科技有限公司（以下簡稱“大熊星座”）推出的智能焊接機(jī)器人產(chǎn)品，其焊接工藝可以達(dá)到具有10余年焊接經(jīng)驗的焊接工人的水平，可為制造業(yè)企業(yè)解決焊接技能人才短缺的問題。據(jù)悉，大熊星座已獲知卓資本1000萬元天使輪融資。

大熊星座智能焊接機(jī)器人產(chǎn)品中硬件方面包含機(jī)器人本體、傳感器，軟件方面則包括視覺識別系統(tǒng)、焊接工藝數(shù)據(jù)庫和焊接工藝決策系統(tǒng)。該產(chǎn)品具有自主編程無需人工示教、對工件容錯率高，廣泛適用各類材料、焊接效率高且質(zhì)量好、適合小批量多樣化工件生產(chǎn)的特點。

目前市場上焊接機(jī)器人一般需要通過采用人工示教的方法確定焊接軌跡,通常要通過復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)輔助定位。一旦工件形態(tài)發(fā)生變化就需要重新進(jìn)行大量投入以改善設(shè)備。同時，自動化示教編程對工件加工精度的容錯率極低，除汽車產(chǎn)業(yè)外，很難滿足其他大多數(shù)產(chǎn)業(yè)的使用需求。

而大熊星座開發(fā)的智能焊接機(jī)器人通過傳感器和視覺識別系統(tǒng)對焊接的工件規(guī)格形狀、焊縫位置、熔池形態(tài)等進(jìn)行識別和提取，再對接機(jī)器人操作系統(tǒng)，自動編程實現(xiàn)精準(zhǔn)定位，直接形成機(jī)器人運動控制程序的執(zhí)行代碼，而不再需要人工預(yù)焊接和復(fù)雜的編程來實現(xiàn)焊接工藝，在焊接過程中能實時調(diào)整焊接位置，實現(xiàn)精準(zhǔn)焊接，提高了焊接效率。

視覺傳感器采用3D工業(yè)相機(jī)和激光器組合而成，可以實現(xiàn)0.1mm級別的識別。視覺識別系統(tǒng)基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方式，能夠識別不同環(huán)境下的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，識別準(zhǔn)確度相比于halcon更高。

焊接機(jī)器人智能化的核心點在于既要“焊接得到”，又要“焊接得好”。在工藝實現(xiàn)環(huán)節(jié)這一點上，不同于實現(xiàn)碼垛、搬運、揀選等功能的工業(yè)機(jī)器人主要實現(xiàn)物體位移即可，由于焊接結(jié)構(gòu)件幾何特征、焊縫形狀和焊接工藝都很復(fù)雜，焊接機(jī)器人完成焊接的工藝過程更為困難。

因此大熊星座開發(fā)出基于豐富焊接工藝數(shù)據(jù)和深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的焊接工藝決策系統(tǒng)，其所積淀的工藝數(shù)據(jù)在材料端覆蓋了包括不銹鋼、雙相鋼、鈦合金、鋁合金等多種材料，在場景端已覆蓋船舶及海工制造領(lǐng)域FPSO、LNG等高端船只制造的核心焊接工藝及航天領(lǐng)域中固體火箭核心焊接工藝。

該工藝決策系統(tǒng)使得焊接機(jī)器人可以適用于高端制造領(lǐng)域焊接特種材料過程中復(fù)雜的工藝參數(shù)變化。因此大熊星座智能焊接機(jī)器人焊接產(chǎn)品的一次檢測合格率遠(yuǎn)高于一般焊接機(jī)器人。

基于該決策系統(tǒng)的智能焊接機(jī)器人在焊接過程中可以實現(xiàn)20ms、0.1mm級的精細(xì)工藝控制，使焊接機(jī)器人像經(jīng)驗豐富的焊接工人一樣來應(yīng)對焊接過程中隨機(jī)出現(xiàn)的特殊情況，使焊接合格率將達(dá)到98%。

公司創(chuàng)始人景巖表示，高端制造如船舶及海工制造和航天領(lǐng)域的特點是零部件的定制化程度和對焊接的可靠性要求都非常高，而大熊星座開發(fā)的焊接工藝決策系統(tǒng)可以使焊接機(jī)器人契合高端制造領(lǐng)域小批量多樣化的制造特點。

針對不同行業(yè)的不同場景，公司會進(jìn)行視覺識別模型和焊接決策模型的雙重訓(xùn)練，其中焊接決策模型訓(xùn)練僅需要1個月左右即可完成對新工藝的研發(fā)。隨著焊接生產(chǎn)數(shù)據(jù)不斷積累，焊接決策系統(tǒng)的適用性和準(zhǔn)確度都會進(jìn)一步提高。

商業(yè)化應(yīng)用落地方面，大熊星座希望通過與行業(yè)龍頭企業(yè)合作達(dá)到標(biāo)桿示范作用，目前已與船舶制造領(lǐng)域的中國遠(yuǎn)洋展開合作，其智能焊接機(jī)器人產(chǎn)品已部署應(yīng)用在FPSO船只的生產(chǎn)制造中，同時也在與中國航天、中國石油進(jìn)行案例驗證測試。未來大熊星座還計劃拓展到航空航天、高端裝備、能源裝備、軌道交通等領(lǐng)域，預(yù)計到明年年底可以在約10個行業(yè)進(jìn)行應(yīng)用。

商業(yè)模式方面，大熊星座主要以向終端用戶直接銷售整套機(jī)器人軟硬件設(shè)備為主，未來將通過與集成商合作，幫助集成商更好地為終端用戶提供生產(chǎn)線設(shè)計、改造的服務(wù)，同時進(jìn)一步擴(kuò)大自身銷售規(guī)模。產(chǎn)品收費模式上未來公司也會對軟件運維升級方面進(jìn)行訂閱式收費。

景巖表示，大熊星座提供的智能焊接機(jī)器人有望重新塑造焊接的工作方式，未來焊接不再是工人直接拿著焊槍在惡劣的環(huán)境中焊接，焊接工人更可能是在軟件層面上對焊接設(shè)備進(jìn)行校正，完善焊接工藝數(shù)據(jù)庫等。

團(tuán)隊方面，景巖為中科大博士，陜西省“三秦學(xué)者”創(chuàng)新團(tuán)隊帶頭人、陜西省智能機(jī)器人創(chuàng)新中心負(fù)責(zé)人；團(tuán)隊核心成員中碩博士有13人，曾參與軍工領(lǐng)域海洋裝備和運載裝備等核心焊接項目。