山东水泊智能装备股份有限公司专注研发焊接装备技术——给专用车装上“智慧大脑”

山东水泊智能装备股份有限公司制造的搅拌车部件焊接机器人正在工作。张思河摄（中经视觉）

山东水泊智能装备股份有限公司工程师正在调试焊接机器人。

刘云龙摄（中经视觉）

从自动上料到机器人搬运、激光焊接，再到清理、码垛，每一道工序都可以在智能生产线总控系统中进行监控。走进位于山东济宁市梁山县的山东水泊智能装备股份有限公司（以下称“水泊智能”）的生产车间，智能制造生产线让人眼前一亮。

“我们自主研发出焊缝跟踪装置，无需人工定位，就可在焊缝大幅度偏差的情况下进行实时连续跟踪，利用积累的信息进行全方位自动焊接。”水泊智能总经理刘帅介绍，2022年5月，作为一家专用车配套装备生产企业，公司入选工信部公布的第三批专精特新“小巨人”企业名单。

推动技术创新

伴随汽车运输工具逐步普及，为汽车生产全挂车、半挂车的专用车企业不断涌现。“随着产业不断发展，这些企业迫切需要专业的配套设备。”刘帅说，“2004年，我们成立了山东水泊焊割设备制造有限公司（以下称‘水泊焊割’），为专用车企业提供设备服务，这就是水泊智能的前身。”

成立以来，水泊焊割持续推进技术创新。针对半挂车大梁手工焊接质量和效果不稳定的情况，公司利用电机和仿形技术，实现焊枪对焊缝的准确识别；利用气动旋转原理，实现收放料机构与焊缝完全重合。“2000年，公司自主研发的龙门焊问世，实现了变截面汽车大梁的自动化焊接，效率较传统工艺提高10倍以上。”公司技术总工申伟说，依靠新技术，水泊焊割的设备逐渐进入全国市场。

随着激烈的市场竞争，公司生产的单台（套）设备占用人工多、效率和产能有限的局限性逐渐显现，生产线类的产品成为当时提高产能、减少人工的行业新趋势。2008年，水泊焊割研发出大型罐体制造自动化生产线，在不规则三维曲面的焊接成型领域实现了重大突破，相当于给设备安上了“眼睛”。通过操控界面，可实时监控设备焊接效果和质量，减少了人工干预带来的影响，保证了生产的安全可靠。

寻求转型升级

随着智能化制造的蓬勃发展，水泊焊割开始寻求向智能化方向转型升级，工业机器人集成系统及焊接机器人成为公司发展的新方向。2022年，公司更名为山东水泊智能装备股份有限公司，此后在智能化方向上积极创新升级，力争实现从制造到智造的转型。

其实早在2010年，公司就已经开始布局工业机器人的开发与应用。“当时，专用车行业整体人工成本上升，人们对行业安全性、智能化的预期也越来越高。”刘帅说，工业机器人作为多功能、多自由度的设备和系统，通过重复编程和自动控制，结合制造主机或生产线，可形成单机或多机自动化系统，进而实现搬运、焊接、装配等生产操作。

经过不断研发，公司先后开发了制造栏板、厢板、自卸车及集装箱产线的焊接、搬运机器人，为生产工艺提供人性化、绿色化的技术服务和配套环保防护，并通过设计上的改良和优化，避免了工人在爬高俯低的操作中可能产生的安全隐患，也降低了焊接过程中产生的烟尘污染。

“我们针对人工焊接耗时长、效率低的问题，研发了集装箱焊接生产线、搅拌车智能生产线、铝合金厢式车智能生产线等定制化、柔性化、模块化产线。”水泊智能技术部部长邓祥祥介绍。公司为一家港航装备产业园提供的“集装箱焊接生产线”，可以实现单班生产集装箱50台，每台集装箱生产时间仅需6分钟至8分钟。整条焊装线约70个工位，60%的工位均采用专机自动焊接，专业自动化程度较高，使得员工减少了40%。

随着5G网络持续发展，水泊智能还搭建起5G云化AGV小车（自动导引运输车）、无人焊接机器人等应用场景，可实现智能控制和数据采集。走进水泊智能的智能工厂，看不见忙碌工作的工人，只有焊接、抓举、组装等工业机器人在生产线上“各司其职”。水泊智能研发部部长石继超告诉记者，随着近几年识别技术水平的发展进步，立体仓储与AGV小车已成为公司智能工厂的“标配”。

开展产学研合作

近年来，水泊智能一方面继续追踪专用车行业智能化发展，紧盯生产技术及工艺，持续保持创新动能；另一方面加大市场开拓力度，引进高精尖人才，持续推进产学研合作。

“专用厢式汽车具有相对独立、防雨、防尘和节能等优点。但过去焊接多为人工，焊接质量不高，使得车厢质量难以保证，同时还存在生产环境差、劳动强度大等问题。”申伟说，针对这些问题，公司与山东交通学院合作推进汽车货厢全自动智能化总成生产线项目，通过建立多机智能协同控制方案，解决生产过程中的问题，提高系统安全性。同时，公司针对各生产现场的不同情况，设计了重载AGV机器人原地360度旋转及前后行走控制方案，可自适应生产车间的复杂路况。通过增加生产线柔性，改进工件定位方法，不断改善生产线规划、物流配送和资源调度等，优化整个智能化生产线，使得生产制造能力不断提升，生产环境持续改善，并大大降低能耗和生产成本。目前，该项目产品已实现成功转化，并销售到多家专用车生产企业，为公司带来更多收益。

2022年3月，公司与华中科技大学达成产学研合作协议，合作成立“智能焊接装备技术联合实验室”。实验室以专用汽车核心焊接工艺智能装备为突破口，打造专用汽车领域智能焊接数据中心以及“人工智能+工业互联网”研发基地，带动地方专用汽车产业化升级。

“针对行业内焊接全过程智能诊断系统的不连贯性，产学研合作充分发挥校企双方各自的科研优势、技术优势、人才优势，共同攻克技术难关，形成科研成果，解决行业技术痛点，实现了科技成果的转化。”申伟说。

水泊智能采取“引进来、走出去”的方式，先后与多所高校和科研院所形成产学研用战略合作联盟，并建成山东省工程技术研究中心等4个研发平台。目前，公司获得国家授权专利101项，其中，发明专利36项。

“我们将发挥智能工厂、智能机器人、机器人深度应用自主研发优势，实现从装备设计、项目管控、车间建造到厂区管理的智能化全流程覆盖，为专用车制造装上‘智慧大脑’。”刘帅说。 （经济日报记者 王金虎）