数字化转型网灯塔制造专题
数字化转型网灯塔智造专题活动将涵盖灯塔工厂、黑灯工厂、未来工厂、智能工厂等，从设计规划到落地实践的全流程。并融合人工智能、数字化转型、智能制造、机器人与自动化等技术与理念，帮助中国制造业企业打通客户订单到生产的全流程，实现世界一流灯塔标杆。
工业机器人作业类型：智能视觉检测
检测对象复杂多变，针对性开展精准实时的缺陷检测是复杂零部件制造的难题之一。在二维图像检测方面，通常在机器人末端安装相机，再通过机器人“手眼”协同的方式开展工件表面检测。智能相机逐步投入应用，基于深度学习方法构建面向外观缺陷的检测架构，以相机、处理器、视觉软件集成优化的方式提高了图像检测速率。在精密电子、机械耗材制造等行业，多采用搭载多光谱拍摄、图纹投影照明技术的视觉检测系统开展工件外观缺陷检测。在三维视觉检测方面，传统的三坐标测量、激光测量逐步升级为不接触部件表面的光学测量方法。对于大尺寸部件测量，建立了“扫描仪+机器人”的复合测量平台，提高了三维测量系统的柔性和灵活性。这些三维测量系统采用机器人、固定转台配合的测量视角变换方式，可在一定限度内完成部件的三维测量。在测量框架方面，多基于几何特征来确认测量点。金属零件抛光面或漆面检测具有弱纹理的特点，可采用无分支散度的复杂零部件缺陷检测、六自由度姿态估计方法进行多表面检测。
也要注意到，现有的二维 / 三维检测方法在中近距离检测测量时效果较好，而对于大尺寸、稀疏特征的表面以及多层交织的复杂结构表面而言，检测效果不尽如人意；检测机器人缺乏场景环境感知能力，难以在人、物料、设备共存的复杂检测场景下进行测量扫描作业。
工业机器人作业类型：高效磨抛
机器人高效磨抛是智能制造工业机器人技术最具有代表性的应用场景。机器人关节多、自由度高，在末端控制、运动算法的支持下可执行灵活作业，接近人类的作业形态。在人机协作配合、机器人运动及工序设置合理的情况下，机器人磨抛系统能够长时间地连续作业并保持系统稳定。控制程序可驱动机器人按照预设的轨迹执行高精度的重复动作，获得的产品一致性优良。在设备运行状态良好、安全保障措施到位的情况下，机器人磨抛作业可以减少甚至无需人工参与（人仅在外围进行远程监控和紧急操作），实质性降低作业的危险性。 数字化转型网www.szhzxw.cn
机器人高效磨抛受到制造业的广泛关注，磨抛机器人的研制及应用成为热点。主流的机器人磨抛系统一般采用恒力控制模式，机器人打磨末端沿固定轨迹行进，适应多种工件的毛刺、端面、金属堆附等打磨场景。在使用普通的六维力传感器以外，也有基于气控浮动打磨机器人末端执行器来提高磨抛末端力控制精度的做法。除了通用型号，还针对航空航天、海洋船舶等行业的特定需求，研制了专用型磨抛机器人系统。例如，航空领域的叶片机器人磨抛系统搭载了六维力传感器，适用于涡轮叶片铸件粗磨、机加叶片精磨、成品叶片抛光的一体化加工；发动机缸体自动化砂带磨抛设备也属此类。
机器人磨抛技术发展时间较长，但受限于机器人弱刚性以及臂展空间不足，开展全表面打磨仍然极为困难；任务执行的灵活性、柔性有待增强，如选择磨抛路径依赖人工经验，缺乏高效规划方法。
工业机器人作业类型：柔性精密装配
工业制造场景多样，从大尺寸的航空航天装备部件制造到微尺寸的电子元器件，均广泛涉及装配工序。主流的机器人装配研究、自动化生产线应用多涉及轴孔装配，根据轴孔匹配数量细分为多轴孔装配、单轴孔装配，具有装配动作单一且装配间隙较大的特点。随着装配场景中零部件接触面形貌的复杂化，装配难度不断增加，装配间隙也因装配场景要求不同而显差异化；对于一些精密装配场景，装配间隙将直接降低装配精度。实际装配过程多存在非标准、不规则的异形零部件，进一步加大了机器人装配的难度。
结合目标装配工件的表面及轮廓特征，通过视觉、接触力传感进行复杂异形零部件的移动、装配对准、位姿调整，由此实现自动化装配工序，如发动机、电机、变速箱等部件的轴孔装配、榫槽装配等，是目前广泛应用的方案。为进一步提高装配进度，对于零件和标记量具的插拔，也可采用根据装配空间的几何约束特性求解机器人控制器柔顺轨迹跟踪的力和力矩参考值的方式。针对零部件装配面挤压的微形变问题，建立了装配的弹性接触机理分析模型，近似计算出输入力／扭矩、反作用力／扭矩、接触压力、接触形变等参数的变化关系。采用连杆运动模型、三点接触模型等特定模型来描述装配接触系统，在过盈配合联接、胶接、压圈等复杂力交互的情况下应用较多。
整体来看，当前的机器人只能完成相对简单的装配任务，且以单个机器人的装配为主；机器人协同作业能力不佳，难以应对复杂力交互、多零部件的装配过程；机器人的灵活性不足，不适用配合组件的复杂长程装配。
工业机器人作业类型：工件抓取转运
在高端制造场景中，待加工的工件摆放随机，空间障碍复杂，待抓取工件的位置及姿态不尽相同。需要机器人根据每次视觉系统的测量结果重新规划运动轨迹，同步保证运动路径不会与其他作业设备、现场工人等障碍碰撞。工件抓取转运作业对机器人的动态路径规划、避障能力等提出了较高的要求。需要创建运动规划的环境模型（含机器人、待抓取的工件、作业环境中的障碍物等），支持开展机器人的抓取运动、移动路径等规划。
避障检测同样基于点云数据处理算法，涉及工件的计算机辅助设计（CAD）模型、机器人末端抓手的简化CAD模型。通常参考避障策略设计机器人的抓取方法，据此选择抓取点；针对机器人、抓取点的运动轨迹进行滤波器平滑，形成最终的机器人运动轨迹指令，发送给机器人控制系统。机器人抓取搬运作业已有成熟方案，如机器人视觉抓取系统。抓取系统一般采用固定安装方式，也可布置在机器人末端；设计了多种工具单元，配合基于模型匹配的零部件定位算法，支持机器人对无序堆叠零部件进行抓取转运；集成了工件跟踪定位、位姿估计、避障规划等功能，在车架、电机、盖板等制造场景中获得应用。例如，在汽车零件制造流程中，采用机器人进行三维视觉定位与抓取作业，从包装箱抓取多层摆放的零件；基于点云数据、零件的CAD模型，进行曲面的表面法线向量估计、曲面分割、几何建模、目标物体的识别及位姿估计；将获得的工件位姿信息发送给机器人控制系统，引导机器人运动并抓取工件。
值得指出的是，主流的机器人抓取搬运方法多基于模型信息，较少引入待抓取零部件搬运过程中因机器人之间相对位置偏差而产生的物体形变，导致抓取搬运物品形状损坏或应力难以释放。设计机器人灵活抓取机构，可在一定程度上缓解相关问题。
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数字化转型网灯塔智造专题
数字化转型网灯塔智造专题活动将涵盖灯塔工厂、黑灯工厂、未来工厂、智能工厂等，从设计规划到落地实践的全流程。并融合人工智能、数字化转型、智能制造、机器人与自动化等技术与理念，帮助中国制造业企业打通客户订单到生产的全流程，实现世界一流灯塔标杆。数字化转型网灯塔智造专题活动包含以下内容：
1、灯塔智造外脑支持：通过平台外脑的力量，让决策者拥有更多的聘请超过100位的智能制造专家、超过1000家的智能制造软硬件技术公司、超过10000份学习资料，为企业提供强大的智造外脑支持，助力企业打造智能工厂、灯塔工厂。 数字化转型网www.szhzxw.cn
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3、灯塔智造论坛：智能浪潮！引领未来！数字化转型网打造的智造论坛，旨在通过高端对话推动行业树立正确理念，减少行业噪音，正本清源，助力行业发展！
4、灯塔工厂参观研学：目前灯塔工厂全球已有153家，目前中国已有62家，数字化转型网计划组织灯塔研习社的同学们先后参观国内的施耐德、海尔、博世、美的、三一重工、宁德时代、联合利华、宝洁、青岛啤酒等等，以及赴国外参观全球的灯塔工厂。
5、灯塔标杆案例研学：除了灯塔工厂外，数字化转型网仍然关注驱动整个制造业数字化转型、制造业智能制造、数字创新技术，我们将以不积跬步无以至千里的精神，关注每一个在细微处取得伟大成绩的“灯塔标杆”案例，组织灯塔研习社社员学习行业标杆！
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