工业4.0浪潮滚滚来袭，智能制造在世界范围内如火如荼。尽管在机械加工方面，自动化技术已相对成熟，但受到程序复杂性、柔韧性、成本控制等多方面制约，装配作业的自动化仍难觅令人满意的解决方案。
随着国内首个标准化装配平台的落地应用，装配自动化的困局有望得到缓解。这款装配平台名为“哈工大先步机器人”，由先步信息研发推出，上市不久便获哈工大机器人集团数千万级战略投资。它的成功之处在于通过采用标准的模块化设计，在较低成本的基础上造就快速、精准、灵活的装配表现，完成了对“中国智造”的生动诠释。
装配自动化，旧题未解又添新愁
与自动化机械加工生产线的加工对象是单个的机械零件不同，自动化装配生产线主要从事产品制造后期的各种装配、检测等工序，其对象和程序的复杂性给自动化的实现带来了挑战。因此，虽然装配在产品生产过程中非常关键，但传统装配技术却相对落后，经常有部分人工操作的工序，用于代替技术上极难实现自动化或在成本上并不经济的装配工序。
据业内人士介绍，复杂产品的生产过程中大约1/3的人力在从事有关产品装配活动，装配工作占整个产品生产工作量的40%-60%，装配费用占制造总费用的30%-40%，若在装配中发生问题，将增加多达40%的制造费用，直接影响产品的整体生产周期。
此外，当今社会消费者对产品多样化和频繁更新迭代的需求与日俱增，更是给装配自动化带来了新的难题。加上人力成本上升等压力，让制造企业面临着严峻的挑战。
标准化设计，直击行业痛点
“传统的装配技术已成为相关领域高效制造的巨大障碍”，哈工大先步机器人的主力研发者缪建伟表示，传统的智能装配线是个性化定制，设计上属“非标”，虽能满足用户需求，但因设计周期长、可复制性差、投入不菲、运维成本高等问题，因此想要大规模推广阻碍重重。出任先步信息首席科学家的缪建伟先后在瑞士、德国、新加坡从事智能制造科学研究，具有30年丰富的设计及项目、团队管理工作经验。
要从根本上解决“非标”设计的缺陷，核心在于“标准化”设计。这正是哈工大先步机器人的研发思路。据缪建伟介绍，哈工大先步机器人由凸轮驱动抓取机器人、输送模块、机架模块、电控箱、平台软件5大部分组成，抽象出不针对装配对象的标准化设计，软硬件、结构标准化率超过70%，只剩下30%的针对装配对象的“非标”工作。
在实际应用中，“标准化”设计的哈工大先步机器人表现出了传统“非标”设计所没有的优越性。
首先是在装配速度上。一般一台单臂多轴机器人相当于一只手，只能同时执行一个动作，而哈工大先步机器人是个“千手观音”，可以根据需要装配的零件数和工程的复杂性装无穷多的“手”。缪建伟表示，一个需要7-10个人才能完成的温控器零件装配，哈工大先步机器人可以凭一己之力独立完成。
其次是精确度。“哈工大先步机器人是标准化、模式化运作的，所以设定完成后，它点到点之间的装配误差就很小，也就是说它不仅高效，能节省大量人工成本，而且精确度很高，误差不会超过半根头发丝大小，可以说基本无误差。” 缪建伟说。
此外，哈工大先步机器人的优势还体现在企业最关心的投入效益上。缪建伟介绍，传统六轴机器人造价贵，而哈工大先步机器人利用的则是原始的凸轮技术，造价低，安装、调试、维护也简单，这就大大降低了企业智能化改造的成本。同时，归功于其模块化设计赋予的高度柔性，企业能轻松改装与扩充，以应对瞬息万变的市场情况。
技术赋能，获得先发优势
传统装配技术之所以难有突破，在于其改进难点重重。而这样一台在速度、精确度、效益上都可圈可点的装配平台得以问世，依赖于研发团队过硬的实力。据缪建伟介绍，哈工大先步机器人的研究成功得力于先步信息 16年航天军工的技术沉淀。作为国家高新技术企业、重点软件企业的先步信息，拥有国务院政府特殊津贴专家、国家 863 计划专家团队。
缪建伟表示，这台机器人的技术在全球范围内都是领先，并且是全国首个国内标准化装配平台，它的原创灵感则来自于古老的纺织机。 “凸轮技术在几千年就有了，这个机器人是利用最古老的原理，加入了最先进的技术，来为工业机械生产提供最经济的自动化解决方案，尤其是对于小型化的作坊和工厂，更高效和现实。” 缪建伟说。
据悉，这台先步机器人目前正在申请专利合计130件，其中发明50件、实用新型70件、外观2件。目前已授权40件。
自身的技术优势为哈工大先步机器人的品牌口碑提供了有力支撑，帮助其在装配自动化市场上获得了显著优势。目前，这个机器人在手机电子行业的应用已初见成效，以后将运用于医疗、新能源等领域。“我们将通过行业解决方案的调整适配不断拓展新的应用领域。” 缪建伟介绍。
