鋼結(jié)構(gòu)是建筑主要結(jié)構(gòu)，隨著裝配式建筑的興起，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的需求也急劇增加，與混凝土和木材相比，鋼結(jié)構(gòu)既有自身重量輕、強(qiáng)度高、韌性和塑性好、結(jié)構(gòu)可靠、環(huán)保、可在利用的有點(diǎn)，也有自身體積大、生產(chǎn)品種多的缺點(diǎn)，這給鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的智能化生產(chǎn)帶來了不小的挑戰(zhàn)。目前鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)生產(chǎn)仍處于半自動(dòng)化和單個(gè)設(shè)備自動(dòng)化的情況，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，人員需求大，已經(jīng)嚴(yán)重制約建筑行業(yè)的發(fā)展。隨著鋼結(jié)構(gòu)智能制造技術(shù)的發(fā)展，在“機(jī)器換人”的大背景下，鋼結(jié)構(gòu)智能化生產(chǎn)必定能促進(jìn)建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，既能能有效提高效率和質(zhì)量穩(wěn)定性，又能減少操作人員數(shù)量，降低對(duì)人工的依賴，同時(shí)也能降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

目前針對(duì)H型鋼的工序流程：下料、搬運(yùn)、焊接、拋丸、噴涂進(jìn)行自動(dòng)化升級(jí)改造。自動(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同板厚的表面處理；表面處理后，板材進(jìn)入切割下料單元，該單元通過CAM軟件對(duì)CAD圖形或三維模型處理，實(shí)現(xiàn)不同形狀和板厚的自動(dòng)切割；切割好的零件被輥道送至下料平臺(tái)后由桁架機(jī)械手通過激光視覺定位系統(tǒng)，自動(dòng)識(shí)別物料位置并抓取到指定位置存放或進(jìn)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(dòng)調(diào)節(jié)動(dòng)力頭之間的間距，來實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格零件的銑邊倒角，通過控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)參數(shù)，只選擇加工類型就可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品加工。此線可為后續(xù)智能焊接線提供較為標(biāo)準(zhǔn)的零件，從而使焊接產(chǎn)品精度進(jìn)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(jī)械手、激光視覺定位、AVG牽引車實(shí)現(xiàn)原料板材的自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)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(gè)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(jī)構(gòu)將其加緊后根據(jù)主體框架形狀旋轉(zhuǎn)角度，完成組裝后可由光構(gòu)相機(jī)檢測各零件之間的間隙，如有異常，加緊機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，確保間隙均勻、對(duì)稱，可有效減少焊接變形，組裝完成后焊接機(jī)器人開始埋弧焊接（包含點(diǎn)焊和滿焊），同時(shí)通過激光焊縫跟蹤，對(duì)偏離軌跡自動(dòng)修正，確保焊接質(zhì)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(zhǔn)備輔件的焊接；搬運(yùn)機(jī)器人通過激光視覺系統(tǒng)自動(dòng)尋找并識(shí)別輔件；將各個(gè)輔件依次抓取至指定位置并焊接，搬運(yùn)機(jī)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(shí)現(xiàn)夾具的自動(dòng)快速更換（類似加工中心刀具自動(dòng)更換）。

智能噴涂線包括自動(dòng)拋丸機(jī)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(yīng)力；設(shè)備通過拋頭高速集中高速噴射彈丸，對(duì)工件表面進(jìn)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(yùn)送到除塵設(shè)備內(nèi)，使設(shè)備更環(huán)保；拋丸后，輥道將工件送入自動(dòng)噴漆房，懸掛輸送裝置將工件吊起并運(yùn)輸前進(jìn)，同時(shí)不同角度的油漆噴槍開始噴涂；噴涂完后進(jìn)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(biāo)識(shí)和二維碼掃描技術(shù)和立體庫等技術(shù)和設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能倉儲(chǔ)。

基于建筑機(jī)器人的工業(yè)機(jī)器人視覺系統(tǒng)

應(yīng)用場合：建筑工業(yè)工廠

焊接機(jī)器人：板料加工、 板料上下料、 工件組立、焊縫跟蹤、焊縫品質(zhì)檢測

在現(xiàn)有建筑機(jī)器人焊接領(lǐng)域有兩個(gè)剛需的機(jī)器人視覺的應(yīng)用

（1）現(xiàn)有的建筑機(jī)器人焊接需要人工通過編程和示教來保證機(jī)器人焊接的軌跡。構(gòu)件多品種，小批量，每次產(chǎn)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(yán)重影響生產(chǎn)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(yīng)力導(dǎo)致的變形，會(huì)導(dǎo)致實(shí)際焊縫軌跡與編程軌跡存在差異，而焊接機(jī)器人無法識(shí)別并修正該差異，從而導(dǎo)致焊接品質(zhì)出現(xiàn)差異。

自動(dòng)尋跡使用前置設(shè)定的焊縫起點(diǎn)等信息，啟動(dòng)焊縫尋跡/跟蹤兩用攝像頭，通過算法控制，引導(dǎo)機(jī)械手?jǐn)y帶焊槍來到可以準(zhǔn)確開始焊接過程的起伏點(diǎn)。接下來，系統(tǒng)綜合運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測，高效濾波，噪聲剔除和型態(tài)自適應(yīng)控制等算法，由機(jī)器人異步自尋找并確定待焊縫的空間信息，并根據(jù)已設(shè)定在程序內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)給出最佳焊接角度及機(jī)器人焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡。自動(dòng)尋跡過程（無需人工干預(yù)）完成，機(jī)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(jīng)過特定設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)方向和位移量，再行啟動(dòng)焊縫跟蹤計(jì)算程序，通過中央控制機(jī)和機(jī)器人控制驅(qū)動(dòng)機(jī)器人本體移動(dòng)焊槍端點(diǎn)跟蹤焊縫走向和位置糾偏。通過這種方式可以實(shí)時(shí)調(diào)整焊接路徑，保證焊接質(zhì)量。

生產(chǎn)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(dǎo)致操作上的失誤，保證不了數(shù)據(jù)的精確性。而使用機(jī)器視覺很好的解決了這一問題，可以保證工作質(zhì)量的情況下，還能提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。

成本管理方面

如果工廠需要一個(gè)合格的操作人員，需要通過培訓(xùn)來實(shí)現(xiàn)，這期間需要花費(fèi)大量的時(shí)間，以及人員指導(dǎo)上的人力。而購置一臺(tái)機(jī)器，通過操作和預(yù)先的設(shè)置即可進(jìn)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(shí)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(jī)器視覺則很好的避免了這種風(fēng)險(xiǎn)。

轉(zhuǎn)自杭州固建機(jī)器人——固建機(jī)器人發(fā)足于香港科技大學(xué)自動(dòng)化技術(shù)中心，是中國境內(nèi)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，較早介入建筑機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化研究，提供先進(jìn)建造技術(shù)，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(jī)器人控制技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，已經(jīng)成為推動(dòng)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(jī)械裝備制造產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和長沙工程中心的實(shí)施能力優(yōu)勢，結(jié)合杭州的市場和人才資源優(yōu)勢，服務(wù)網(wǎng)絡(luò)遍及全國。

類似此類高校出來的技術(shù)團(tuán)隊(duì)在制造業(yè)自動(dòng)化和數(shù)字化升級(jí)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(shù)人員公司推動(dòng)中國制造業(yè)穩(wěn)步向前，提質(zhì)升級(jí)，沖擊高端制造業(yè)。這些企業(yè)有利潤，有技術(shù)，薪水也不低，參與者回報(bào)也很豐厚，希望越來越多的高校學(xué)生意識(shí)到制造業(yè)升級(jí)改造中的機(jī)會(huì)，加入其中，實(shí)現(xiàn)自我的財(cái)務(wù)自由的同時(shí)也為社會(huì)貢獻(xiàn)一份自己的力量，總是比內(nèi)卷考公摸魚強(qiáng)。