全國機器人大能手常鋒:工業機器人的規劃設計師

2021年06月02日12:28  來源:人民網-北京頻道
 

機器人可以舞獅、書法繪畫、跳舞彈奏?隻要他一編程,機器人就可以相應做出各種動作。他自稱是工業機器人的規劃設計師。

他叫常鋒,今年37歲,是北京現代汽車有限公司常鋒機器人創新工作室技術帶頭人,北汽集團專業技術帶頭人,高級工程師。

工作以來,常鋒在工業機器人方面有7項發明獲得國家專利,12項改善案例在北京市創新大賽獲獎,十余項創新成果在各種競賽中獲獎。每個難題攻關項目,他都會詳細記錄並總結,編制成學術論文。其中一篇論文被德國斯普林格出版社錄取(EI檢索),多篇論文獲得國內各項獎勵。他2017年被人社部授予了“中國大能手”榮譽稱號,2018年獲首都勞動獎章,2020年被評為北京市勞動模范。

發明維修工具巧解難題

2007年,常鋒剛入職,工廠裡的數百台機器人已經日夜負荷地工作了多年,經常會出現各種各樣的故障。常鋒需要做的就是對機器人維修、保養、管理,經常發生半夜趕到工廠維修設備的情況。“不過,更大的問題是我們的員工維修技能不足,一旦機器人出現了較大故障,就要請機器人廠家的技術人員來維修。”

真正的突破和創新發生在2013年。五年多的經驗積累,讓常鋒對工廠的機器人有了深入的了解。他發現,工廠的機器人由六個伺服電機驅動,伺服電機相當於是機器人的心臟,也是最容易出故障的部件。機器人使用年限長了,伺服電機故障率較高。當伺服電機出故障時,傳統的解決辦法是換上一個新的伺服電機,重新調整參數。不考慮零配件成本的話,每次換機過程需要兩三個小時,工廠流水線停止作業一分鐘損失800元,這個過程下來平均每次換機工廠會損失十萬元。

常鋒帶著幾個徒弟,決定做一套新的改進辦法出來。通過對故障電機的拆解分析,他發現,每次機器人電機出故障,主要是編碼器上的信息存儲元件數據溢出導致的,其他零配件還沒壞。當時流行的MP3和路由器,一般在機器的背后都會有一個小按鈕,長按這個按鈕就可以在幾秒鐘內恢復出廠設置。受這個設計的啟發,常鋒自己設計了一套電路,做了一個小維修盒,當機器人電機出故障時,將這個維修盒插到伺服電機上,啟動按鈕,五秒之后電機就會恢復出廠設置,所有存儲的信息都被清空,這樣電機就變成了一台新電機,不用再去更換,隻需要對參數進行重新設置即可。

常鋒發明的“機器人伺服電機維修盒”,它將機器人電機故障的維修時間由原來的2個小時縮短為20分鐘,極大優化了現場設備維護效率。常鋒設計的這套新方法,在部門內部引起了很大轟動。韓國的保全部長知道后,將這個維修方法向韓國現代各個工廠進行了案例分享和推廣,運用於各個生產車間的機器人。常鋒立刻在公司就名聲大噪,大家很快就知道公司有一個叫常鋒的小伙,設計了一套電路圖,解決了機器人維修的難題,不用再依賴機器人廠家的技術援助,讓工廠生產車間實現了獨立自主,自主把控生產和維護。如今,常鋒的“維修盒” 已推廣在韓國現代集團各個工廠,幾乎全部的機器人故障都可以在不依賴廠家的情況自行維修解決。

在這個過程中,常鋒申請了國家專利,並獲得了發明獎。這是第一次,常鋒發現,做技術創新能夠得到大家的關注和認可。為了更好的推進機器人技術創新和人才培養,公司專門成立了以常鋒的名字命名的創新工作室“北京現代常鋒機器人工作室”,他本人也被評為集團機器人專業技術帶頭人。

2016年,他主導的機器人創新項目獲得北京市職工自主創新項目二等獎。鑒於在機器人方面的探索成績,他被聘為國家工業機器人產業專業委員會委員,進行機器人行業的教材編制和標准制定。

巧編程讓機器人互相認識

在機器人的管理維護中,常鋒為每個機器人做一張“檔案卡”,上面記錄每一次故障記錄以及維修情況。“當時可能沒有作用,但一旦過后再出現問題,就可以進行回頭查看,大大提高了維修效率。”常鋒說。

他發現機器人抱閘電路設計存在缺陷並做了優化改善,解決了長期以來機器人抱閘故障的難題﹔根據伺服電機原理,制定了利用角度差值計算機器人數據的方法,用於快速解決機器人位置丟失故障。通過有效的機器人精益管理和快速處理方案的推進,工廠機器人故障時間逐年下降,2011年常鋒調到一工廠,經過6年的不斷改善,2017年一工廠機器人故障時間758分種,比2011年同期減少2459分鐘。

2017年,北京現代推進報廢機器人改造再利用項目,常鋒將報廢的機器人重新用於沖壓自動化清洗、機器人培訓中心建設、機器人舞獅、打乒乓球等各項創新項目,降低了廢舊機器人的處理成本及新機器人的安裝成本。

2020年,北京現代需要將一條生產線上的機器人重新改造應用於新的生產線,但這樣的改造技術往往需要國外專家來完成,企業每次要為改造投入近億元。由於2020年新冠疫情來襲,外國專家來不了。新車生產時間緊迫,企業等待不起,決定由常鋒創新工作室團隊集中骨干力量來進行生產線的自主改造。

“改造項目2020年3月啟動,當時舊的生產線上還在生產汽車,我隻能通過模擬軟件進行離線編程。”常鋒說。最終,常鋒帶領團隊進行了5個月的編程,2020年9月23日測試完成,同年10月13日正式設備安裝和程序導入完成,現在改造后的生產線已經開始生產途勝L汽車。

“這個改造項目的完成,意味著我們掌握了自動化生產線的改造技術,今后隻要有類似的汽車生產線改造,我們都可以獨立完成。”常鋒說。

“當時,最難的是讓機器人互相認識。生產線上有很多機器人,最多同時有5台機器圍成一圈協同作業,一起制造車的整體頂蓋,一共48秒把活干完。但如何讓他們相互認識,保証誰先干誰后干不發生碰撞?我用了各種方法來測試,最終導入完全正常,他們保証以0.1秒以內的精度進行協調工作。”常鋒說。

熱愛是快樂工作的基礎

“我愛機器人,也深深熱愛著我的工作,這份執著會激勵我在探索的道路上不斷前行。”常鋒說。

為了加強現場保全人員解決問題的能力,常鋒將自己負責的業務進行了標准化管理,制作了一系列故障標准處理流程,並把1000多個報警信息進行整理,編制了《機器人故障快速處理手冊》。在流程和手冊的指導下,現場保全人員可以快速對一般故障進行判斷和處理,很大程度地減少了設備故障的停線時間,提高了車間運轉率。

常鋒還逐步推進了各項設備創新管理工作,加大對一線保全人員的培訓,帶出了不少技藝精湛的得意門生,他的能力也越來越得到領導和同事的認可。

2017年,人社部聯合中央電視台主辦《中國大能手》機器人競賽節目,通過電視直播的方式對來自全國選拔出來的選手進行競賽直播,常鋒也是決賽中唯一的一名來自車企的員工。總決賽過程中,面對多位全國機器人大賽高手以及機器人設計者等對手,沉著應戰。僅僅用了4天時間就對比賽用的設備了如指掌,不僅學會了比賽設備的系統編程,還自己研究了比賽機器人的維修方法和動作原理,最終常鋒獲得冠軍。“僅有埋頭苦干做不好保全工作。”常鋒說,機器人遇到故障都是有特殊原因的,要打破常規思維尋找問題根源。這是在北京現代做了這麼多年工作給常鋒帶來最寶貴的財富,也是他獲得比賽冠軍的經驗總結。

2018年他被聘為北京市總工會外聘教師,參與北京市金藍領職工技能培訓項目,培養工業機器人方面的技能人才。他先后受邀滄州技師學院、順義高級技工學校、北京城市學院對學生進行工業機器人和職業能力教育方面的授課,培養技能人才。同時,他配合企業進行工匠精神的宣傳工作,參與演出了《工匠話劇》,也在北汽集團“不忘初心,牢記使命”宣講大賽中,通過講述自身的成長故事獲得大賽特等獎,並在各個企業巡回宣講,傳播青春正能量。

工匠檔案

常鋒,1983年12月生,北京現代汽車有限公司常鋒機器人創新工作室技術帶頭人,高級工程師。2020年北京市勞動模范,2018年首都勞動獎章,2017年CCTV2和人社部中國大能手機器人競賽冠軍,2015年北京市青年崗位能手。

匠人匠語

不相信不可能,用創新思維和工匠精神去探索機器人技術。

不放棄去追求,用執著斗志和鑽研品質去攻克自動化難題。

技能絕活

常鋒是工業機器人的規劃設計師,他可以改變機器人的功能用途,進行自動化生產線裝調設計。常鋒運用機器人二次應用開發技術,改變機器人原有功能,還可以讓報廢的機器人重生,煥發青春。常鋒可以讓機器人舞獅、書法繪畫、跳舞彈奏等,並讓上百台機器人復雜協調作業,建設復雜的通訊網絡,通過彼此傳遞信號來認識。

(責編:董兆瑞、高星)