基于复合3D视觉检测技术的智能焊接机器人系统及其应用
成果类型:: 发明专利,实用新型专利
发布时间: 2022-10-01 16:33:00
本项目针对粤港澳大湾区及我国的航空航天、新能源电池及汽车、高端装备制造、船舶及海洋装备等新兴产业对于高精度智能焊接加工技术的需要,将条纹投影3D测量技术和线结构光扫描3D测量技术各自的性能优势与焊接机器人相结合,开发具有智能感知、精准定位、自主执行、自适应反馈等全闭环智能化复合3D视觉焊接机器人系统,实现焊接在线检测加工一体化。
针对我国及粤港澳大湾区先进制造业对高质量智能焊接的技术需要,本项目提出通过复合3D机器视觉技术、无损检测技术和焊接机器人技术的结合,开发一套多维复合3D机器视觉焊接机器人测量加工一体化系统。系统技术优势主要体现在:(1)实现了像素多尺度信息对制造环境下视觉传感信息的任务描述及特征获取,实现对机器人执行器的主动加工参数调整及加工轨迹自配置,推进加工产线的灵活性、智能化改造,提升产品的加工质量。(2)采用多维视觉及机器人集群控制的深度学习算法,在人为加工参数、检测质量指标的强化下,不断约束完善机器视觉特征的提取及多维视觉信息的融合,促进系统的自学习优化,系统更加智能。系统所采用多坐标复合标定技术、基于四元数法的点云立体匹配技术、在焊接过程中激光光条中心的快速稳健提取算法等方法,解决了复合3D视觉检测焊接加工一体化过程中的关键技术瓶颈,实现了真正意义上的全过程智能化焊接,提高了我国焊接机器人装备的智能化水平。
在人工智能、机器人、生物识别、物联网等产业快速发展的背景下,机器视觉技术愈发受到关注。近年来,国内外机器视觉行业因应市场变化,在技术创新、产品迭代方面取得了积极进展。同时,传统的2D机器视觉正快速向3D机器视觉升级,催生了一片新的蓝海,也为其他行业的发展提供了助力。
复合3D视觉检测让机器拥有了像人一样的视觉功能,能更好地实现各种检测、测量、识别和判断功能。随着各类技术的不断完善,机器人集群多维视觉下游应用领域也不断拓宽,从最开始主要用于电子装配检测,已发展到在识别、检测、测量和机械手定位等越来越广泛的工业应用领域。速度快、信息量大、功能多也日益成为机器视觉技术的主要特点。
团队主要成员为5人,主要负责人黄扬,32岁,博士,中共党员,校聘副教授,硕士生导师。分别于2013年、2019年于华中科技大学材料科学与工程学院、华中科技大学机械科学与工程学院数字制造装备与技术国家重点实验室获学士和博士学位。2016年获国家留学基金委资助,选派至美国佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)机械工程系(***)公派留学。具有丰富的科研经验,主要研究方向为机器视觉技术、先进制造工艺、加工过程智能传感等,攻读博士期间参与完成了国家重点基础研究“973”项目“高品质复杂零件智能制造基础研究”的子课题“加工过程中力-热-变形在线感知与多场重构”;并参与完成国家自然科学基金项目1项。
目前正在研发的基于复合3D视觉检测技术的智能焊接机器人及应用,主要应用在工业工业自动化焊接及检测。目前市场上带在线检测功能的焊接机器人全部是线扫描焊接机器人,而目前市场上采用本项目的复合3D视觉技术的全智能化焊接机器人还没有成熟的产品。无论是新建生产线还是旧线改造,均可以采用基于该技术研制的产品,提高生产效率,减少人员消耗,市场空间巨大。本产品主要与机器人企业合作,包括焊接机器人、抓取机器人、协作机器人等类型的机器人,为机器人配套智能3D视觉系统。也可以与焊接机企业合作配套,为弧焊焊枪、激光焊接头配套智能3D视觉系统。也可服务于智能装备企业,为自动化设备配置智能3D视觉系统。目前主要合作伙伴包括深圳市万顺兴科技有限公司、深圳市广利进科技有限公司、深圳市兴禾自动化科技股份有限公司、深圳拓邦股份有限公司等企业。 项目技术在图像处理领域拥有核心科研技术作为支撑,在国内处于领先水平,图像信号传输和采集的精度高、速度快,电路结构设计简洁高效。基于项目技术的第一代产品预计下一年可获得小批量订单,预计到2025年营业额可达到千万元以上。
项目团队已与广西柳州格瑞米智能装备制造有限公司、广西柳工机械股份有限公司、广西玉柴机器股份有限公司、深圳市万顺兴科技有限公司、无锡帕尔弗工业设备科技有限公司、深圳市兴禾自动化科技股份有限公司、深圳市广立进科技有限公司等知名企业合作,推进基于复合3D视觉检测技术的智能焊接机器人的应用,这些都是本项目产品的潜在客户。目前产品已处于小批量试用和定制化样机研制等阶段;2023-2025年,相关项目将进行批量产品生产。
本项目资金需求及融资计划如下:
1、公司拟估值5000万元,计划引入天使投资500万,占股10%。其中创始团队55%,技术股权35%。
2、将采取以下几种方式为公司扩大融资规模。
银行融资方式:将积极同相关金融机构通,通过参与政府与银行的合作,争取免息贷款总额,用于初期科研及运营。
风险投资融资方式:将争取到风投公司的资金支持。通过展示项目目前的状况、营销策略以及成熟的技术,获得风投公司的天使投资基金。
与供应链企业合作方式:与产品供应链上下游长期协议合作,降低投入,加速产品上市推向市场,同时吸引供应链客户投入资金,实现共同发展。
3、筹资的33%将用于加速开拓市场,开发客户,提高市场占有率;22%用于员工奖金、福利的发放以及培训费用等人力成本;25%用新技术研发、平台维护以及专利申请费用;剩余20%用于日常经营所需的其他成本。