噴涂機(jī)器人將替代噴涂工人？

CurveRobot（曲線智能）近日宣布獲得了遠(yuǎn)望資本數(shù)百萬(wàn)元人民幣天使輪投資，本輪融資后，CurveRobot下一步計(jì)劃擴(kuò)充研發(fā)團(tuán)隊(duì)，建立研發(fā)中心，加速迭代相關(guān)軟硬件，降低產(chǎn)品成本，以便適用于更多的客戶和應(yīng)用場(chǎng)景。

CurveRobot是一家結(jié)合3D視覺(jué)和工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的創(chuàng)新型企業(yè)，研發(fā)出了國(guó)內(nèi)第一款用于門窗噴涂的3D機(jī)器人產(chǎn)品，開(kāi)創(chuàng)性地實(shí)現(xiàn)了家具門窗的柔性化噴涂，得益于團(tuán)隊(duì)成員在3D視覺(jué)領(lǐng)域和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域具有的深厚技術(shù)背景，國(guó)內(nèi)首款3D智能噴涂機(jī)器人歷時(shí)1年研發(fā)成功，并成功應(yīng)用在門窗行業(yè)的龍頭企業(yè)客戶。

家居行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化程度低，CurveRobot3D視覺(jué)搶占先機(jī)

近年來(lái)，中國(guó)的機(jī)器人市場(chǎng)迎來(lái)了爆發(fā)式增長(zhǎng)，2017年國(guó)內(nèi)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了15萬(wàn)臺(tái)的產(chǎn)銷量，同比增長(zhǎng)50%以上，其中60%以上的機(jī)器人用于搬運(yùn)和焊接，而噴涂機(jī)器人僅大約占比6%左右。機(jī)器人應(yīng)用的行業(yè)集中在汽車和3C行業(yè)，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化低的一些行業(yè)，機(jī)器人應(yīng)用方興未艾，例如家居建材行業(yè)，5萬(wàn)家企業(yè)500萬(wàn)從業(yè)人員，但是由于產(chǎn)品品種多、標(biāo)準(zhǔn)化低、工藝又相對(duì)復(fù)雜，所以機(jī)器人一直未能大批量應(yīng)用。

尤其對(duì)于家具和門窗的噴涂，機(jī)器人應(yīng)用更是寥寥，絕大多數(shù)還是傳統(tǒng)的人工噴涂，行業(yè)中從事噴涂的工人達(dá)到20萬(wàn)之多，近些年人力成本的上升，人們對(duì)身體健康的重視，環(huán)保要求的提高，都在推動(dòng)著噴涂機(jī)器人的大量應(yīng)用。

在機(jī)器人四大品牌之一的日本安川電機(jī)有過(guò)8年工作經(jīng)驗(yàn)、對(duì)機(jī)器人技術(shù)和市場(chǎng)都積累了深厚經(jīng)驗(yàn)的錢鑫，發(fā)現(xiàn)了家裝市場(chǎng)的這一空白。2013年他獨(dú)立創(chuàng)業(yè)，在對(duì)汽車、3C等行業(yè)都有過(guò)了解后，選中了家裝這一行業(yè)作為CurveRobot日后專注的領(lǐng)域。

參考國(guó)外經(jīng)驗(yàn)以及結(jié)合自身在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方面的經(jīng)驗(yàn)，錢鑫拉上了中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化所博士、北京大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)博士、中國(guó)人民大學(xué)計(jì)算機(jī)碩士等3D立體視覺(jué)和AI方面的專家，組成了自己的核心團(tuán)隊(duì)，專攻家裝領(lǐng)域的智能噴涂這一工藝。

前期錢鑫和團(tuán)隊(duì)曾嘗試用2D噴涂解決這一難題，但2D僅能在平面內(nèi)進(jìn)行識(shí)別，僅能將門窗放在吊掛系統(tǒng)上使用。于是，CurveRobot最后選擇了3D視覺(jué)。CurveRobot給機(jī)器人裝上了3D視覺(jué)和智慧的大腦。經(jīng)過(guò)2年的研發(fā)，CurveRobot成功研發(fā)出國(guó)內(nèi)首臺(tái)3D掃描智能噴涂機(jī)器人，通過(guò)3D掃描檢測(cè)技術(shù)，當(dāng)木門通過(guò)掃描儀時(shí)，木門輪廓就呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)中，通過(guò)AI識(shí)別處理軟件，識(shí)別出木門的位置、姿態(tài)、形狀等重要參數(shù)，在通過(guò)機(jī)器人CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）模塊生成機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，機(jī)器人再確認(rèn)執(zhí)行噴涂運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了智能化的識(shí)別與噴涂。

打破3D立體視覺(jué)的難點(diǎn)，成功代替噴涂工人

由于家具和門窗產(chǎn)品的特點(diǎn)：品種批次多、尺寸不固定、加工精度低，很難像汽車噴涂那樣：一次編程調(diào)試就能讓機(jī)器人噴涂幾萬(wàn)輛汽車，為了實(shí)現(xiàn)家具門窗的柔性化噴涂生產(chǎn)，CurveRobot采用3D激光掃描技術(shù)，并讓機(jī)器人進(jìn)行AI學(xué)習(xí)；為了便于控制運(yùn)動(dòng)軌跡，采用了靈活度高的六軸的機(jī)器人。

3D激光掃描技術(shù)，可將結(jié)構(gòu)光投射至場(chǎng)景，并由圖像傳感器捕獲相應(yīng)的帶有結(jié)構(gòu)光的圖案。由于結(jié)構(gòu)光的模式圖案會(huì)因?yàn)槲矬w的形狀發(fā)生變形，因此通過(guò)模式圖像在捕捉得到的圖像中的位置以及形變程度利用三角原理計(jì)算即可得到場(chǎng)景中各點(diǎn)的深度信息。并且，機(jī)器具有AI自學(xué)習(xí)功能，能通過(guò)學(xué)習(xí)門窗的基本參數(shù)，判斷不同門窗的尺寸等。而六軸工業(yè)機(jī)器人作為工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用中最為廣泛的類型，具有高靈活性、超大負(fù)載、高定位精度等眾多優(yōu)點(diǎn)，六個(gè)軸能更靈活的各自運(yùn)動(dòng)，符合機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)則。

在實(shí)際的應(yīng)用中，CurveRobot機(jī)器人噴涂的油漆厚度均勻度可達(dá)175um，是人的一倍左右；誤差在正負(fù)10um，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)5年經(jīng)驗(yàn)噴涂師傅正負(fù)25um的成績(jī)。另外在工件的曲面或轉(zhuǎn)角處，6軸機(jī)器人的手腕靈活優(yōu)勢(shì)也得到了驗(yàn)證，人工經(jīng)常性地漏噴問(wèn)題也得到了解決。

3D激光掃描技術(shù)很早之前就已經(jīng)存在，但是由于成本問(wèn)題一直沒(méi)能批量應(yīng)用，目前市面上的3D激光掃描儀大部分集中在小場(chǎng)景高精度的應(yīng)用，而家居建材行業(yè)的工件識(shí)別要求大都是大場(chǎng)景中低精度，所以CurveRobot專門研發(fā)出適用于該行業(yè)的3D激光掃描儀，采購(gòu)2類激光結(jié)構(gòu)光方式進(jìn)行投影，針對(duì)惡劣的噴涂環(huán)境專門制作了防護(hù)裝置，即使是彌漫的氣霧也不能阻擋。由于中低精度要求，成本大幅降低，使得整體上降低了噴涂機(jī)器人系統(tǒng)的成本，目前一臺(tái)智能噴涂機(jī)器人可以代替2-3名噴涂工人，客戶的采購(gòu)?fù)顿Y可以在2年內(nèi)收回成本。

而在對(duì)噴涂機(jī)器人后期的運(yùn)維上，CurveRobot采用工業(yè)互聯(lián)的接口，將3D噴涂機(jī)器人通過(guò)工業(yè)互聯(lián)的接口進(jìn)行連通，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程操作、遠(yuǎn)程診斷，機(jī)器人的各種數(shù)據(jù)，包括故障、操作流程中不順暢的地方都可以通過(guò)后臺(tái)進(jìn)行解決和更新。這樣，3D噴涂機(jī)器人更像一個(gè)可以不斷更新消除漏洞的應(yīng)用軟件，CurveRobot提供長(zhǎng)期的服務(wù)，同時(shí)這些數(shù)據(jù)也便于之后的機(jī)器人進(jìn)行改進(jìn)。

做偏重軟件的集成商，調(diào)試最優(yōu)投入產(chǎn)出比

機(jī)器人本體是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，而下游系統(tǒng)集成則是機(jī)器人商業(yè)化、大規(guī)模普及的關(guān)鍵。只有機(jī)器人裸機(jī)是不能完成任何工作的，需要通過(guò)系統(tǒng)集成之后才能為終端客戶所用。但目前國(guó)內(nèi)的集成商與國(guó)外機(jī)器人集成商在技術(shù)上依然有一定的差距，特別是軟件上，我國(guó)處于弱勢(shì)地位。

與其他集成商相比，CurveRobot作為面向終端用戶的集成商，更偏重于技術(shù)和軟件，專注于噴涂這一工藝。

在成立CurveRobot后，老東家安川機(jī)電也成為了錢鑫的一大客戶，其上游的合作伙伴還有***的研華科技、日本川崎重工業(yè)株式會(huì)社等。上游的廠商提供機(jī)器人的部件，CurveRobot則將3D立體視覺(jué)、AI算法和運(yùn)動(dòng)軌跡控制等軟件技術(shù)加入到機(jī)器中。而在終端應(yīng)用上，CurveRobot已經(jīng)和家裝行業(yè)內(nèi)的龍頭企業(yè)們都建立了合作。

CurveRobot目前正在研發(fā)新一代機(jī)器人本體，降低核心部件成本，讓更多的客戶能用上噴涂機(jī)器人。同時(shí)我們也在加速迭代應(yīng)用軟件，讓機(jī)器人識(shí)別更多的場(chǎng)景和工件，下一步可以拓展到家具的打磨、搬運(yùn)等領(lǐng)域。同時(shí)在此基礎(chǔ)上，可以橫向拓展到金屬噴涂、陶瓷噴釉等行業(yè)，這些領(lǐng)域都是環(huán)境污染大、工件非標(biāo)準(zhǔn)的場(chǎng)景，而且市場(chǎng)更加的廣闊。

談到競(jìng)爭(zhēng)，錢鑫認(rèn)為，技術(shù)并不是絕對(duì)的壁壘，但敏感的發(fā)現(xiàn)了家裝行業(yè)噴涂市場(chǎng)的這一空白，并早早將產(chǎn)品投入商用，快速降低成本，CurveRobot占領(lǐng)了市場(chǎng)的先機(jī)。而對(duì)比大廠商，他們的賽道更為專注；對(duì)比小廠商，他們的技術(shù)實(shí)力更強(qiáng)。

而對(duì)于工業(yè)機(jī)器人更大范圍的應(yīng)用。錢鑫談到，工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)器人銷量已經(jīng)達(dá)到每年7-8萬(wàn)臺(tái)，未來(lái)發(fā)展最大的難點(diǎn)不在于技術(shù)，而在于投入產(chǎn)出比。技術(shù)并不是越高越好，而是要找到與行業(yè)的最佳契合點(diǎn)，達(dá)到技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)效益的最好投入產(chǎn)出比。而看到這一點(diǎn)的CurveRobot和錢鑫，正在努力探索這一最佳契合點(diǎn)的路上不斷前行著。