機(jī)器人逐漸取代人工，是否會給石材行業(yè)帶來新增長？

早在2012的時候就開始關(guān)注機(jī)器人在石材行業(yè)應(yīng)用的情況，那時接觸到的第一臺石材加工機(jī)器人是德國KUKA機(jī)器人，后來認(rèn)識了位于順德陳村的利迅達(dá)機(jī)器人公司，與該公司合作研發(fā)石材線條打磨拋光機(jī)器人。雖然研發(fā)基本成功，但由于那款機(jī)器人當(dāng)時價格很高，打磨拋光生產(chǎn)成本高，因此機(jī)器人打磨拋光工藝就沒有投入到實質(zhì)性的運行階段，擱淺了。隨著機(jī)器人成本的不斷降低，由一臺百萬元降低到可能不到10萬元左右，給石材行業(yè)利用機(jī)器人代替人工來完成一些石材行業(yè)人不愿意做，工作環(huán)境惡劣的工序帶來希望，象線條打磨拋光工序、臺面板磨邊工序，大板刷膠工序、排板工序、搬運工序、甚至傳統(tǒng)雕刻產(chǎn)品工序都極有可能利用機(jī)器人來加工產(chǎn)品，用機(jī)器人代替人工來完成，實現(xiàn)石材行業(yè)產(chǎn)品制造的真正飛躍，大跨步前進(jìn)，進(jìn)入智能制造的時代。

筆者從業(yè)20多年，一直認(rèn)為石材制造業(yè)沒有跟著時代的步伐而上，制造技術(shù)相對還是較落后，石材產(chǎn)品制造的許多的作業(yè)工序基本上依靠手工來完成，生產(chǎn)員工辛苦，工作勞動強度，長時間站立或彎腰作業(yè)，在粉塵和水中作業(yè)，長時間加班休息少。生產(chǎn)員工由于長時間疲勞工作，他們眼中處處充滿的是暗淡的光澤，似乎完全厭倦了這種工作方式，失去了這種工作的樂趣。面對石材制造這種現(xiàn)狀，我自問石材制造業(yè)如此下去還有沒有活力呢？答案是沒有活力，員工的體力失去了，透支了，哪來活力呢？而且石材行業(yè)隨著早期一代的石材人進(jìn)入老年代時代，新生的勞動資源補充不上來，石材行業(yè)已經(jīng)完全進(jìn)入了勞動力資源青黃不接的時候了，不解決這個問題，不注入新鮮的血液，石材制造業(yè)還有活力嗎？

這是個值得所有石材人思考的問題？

我認(rèn)為石材行業(yè)在當(dāng)前活力漸失的時候，要重新煥發(fā)新的活力，只有變革、顛覆、創(chuàng)新、拋棄，從外部，從他人之處借力，方能重振雄風(fēng)。這個外部之力，就是借助當(dāng)今的機(jī)器人技術(shù)，把機(jī)器人制造技術(shù)引進(jìn)到石材制造業(yè)中來，走制造智能，制造高端裝備之路，或許石材制造業(yè)能活力大增，充滿朝氣蓬勃之力，石材制造業(yè)出現(xiàn)新的氣象，新的轉(zhuǎn)機(jī)。

機(jī)器人在許多行業(yè)已經(jīng)成為了主流勞動力，正在逐漸取代人工，在制造業(yè)的很多工序正在擔(dān)負(fù)著默默無聞的角色，沒日沒夜地象老黃牛工作，不知疲倦，工作效率高，質(zhì)量好。實際上在石材行業(yè)也看到了機(jī)器人的身影，在環(huán)球石材集團(tuán)東莞常平的無機(jī)人造石工廠里的切割生產(chǎn)線上就有機(jī)器人搬運工，將切割好的工程板放入包裝箱中，并且放置好。

圖1為利迅達(dá)機(jī)器人有限公司利用機(jī)器人打磨拋光汽車輪轂。該公司還利用機(jī)器人打磨拋光不銹鋼洗手盆子。

圖1 機(jī)器人流水線打磨拋光汽車輪轂

圖2為焊接機(jī)器人，已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用在汽車焊接、電器焊接等制造等行業(yè)上，給企業(yè)創(chuàng)造了顯著的效益。

圖2焊接機(jī)器人

石材加工是一項傳統(tǒng)、歷史悠久的行業(yè)。機(jī)械化、自動化、智能化程度低。從開料、補膠、造型、打磨拋光基本上是依靠半機(jī)械化、半自動化，甚至全靠人工來完成，智能化基本上談不到。國內(nèi)幾乎沒有石材生產(chǎn)企業(yè)想到去發(fā)展機(jī)器人來完成石材產(chǎn)品加工。從未來發(fā)展的觀點看，石材產(chǎn)品的加工隨著時代的進(jìn)步，人的擇業(yè)觀點的改變，從事石材搬運、補膠、雕刻、人造石制造壓制、打磨拋光工作的人將會越來越少，甚至以后沒有人去從事這種職業(yè)，即使有人去從事這種職業(yè)，從事這種職業(yè)的人的工資可能非常高，石材生產(chǎn)企業(yè)將付出高昂的成本來生產(chǎn)石材產(chǎn)品，石材生產(chǎn)企業(yè)將不堪重負(fù)。石材生產(chǎn)企業(yè)必須尋找一條可替代人工的機(jī)器去完成石材產(chǎn)品的加工。人工智能機(jī)器人將是石材未來發(fā)展的一個新的方向、希望，給石材行業(yè)帶來光明。

縱觀石材行業(yè)這些年石材設(shè)備的發(fā)展情況看，各種數(shù)控機(jī)床已初步有人工智能的功能。其它行業(yè)機(jī)器人的發(fā)展也給石材行業(yè)發(fā)展機(jī)器人提供了可借鑒的寶貴經(jīng)驗。

看看發(fā)那科的智能機(jī)械手—米開朗“機(jī)”羅 是如何打造完美的雕刻圖像的吧！

通過三維掃描儀對人臉進(jìn)行三維掃描，短短的10幾秒種，一張人臉的3D點云數(shù)據(jù)就被輸進(jìn)電腦，再對3D曲面進(jìn)行修補后，離線編程軟件Robomaster就能快速生成機(jī)器人可執(zhí)行的雕刻程序，機(jī)器人配置6刀位刀具庫，安裝4種雕刻刀具，加工中可根據(jù)加工工藝的需要自動更換刀具，一陣大刀闊斧和精雕細(xì)琢之后，一款表面平滑細(xì)膩且高度逼真的人臉雕塑就完成了！ 除了日本的發(fā)那科開發(fā)了雕刻機(jī)器人外，德國的庫卡很多年前也開發(fā)出了雕刻機(jī)器人。

圖3 日本FNAUC雕刻機(jī)器人

圖4 德國KUKA雕刻機(jī)械手

圖5 日本川崎重工機(jī)械手打磨拋光石材線條

圖6 Breton設(shè)備上的KUKA機(jī)械手搬運產(chǎn)品

圖7 意大利制造的真空吸盤轉(zhuǎn)運大板

在談到機(jī)器人時德國KUKA機(jī)器人公司是不能不談的，它是家很有使命感的機(jī)器人制造企業(yè)，致力于制造機(jī)器人，被稱為世界機(jī)器人四大企業(yè)之一。庫卡(KUKA)機(jī)器人有限公司于1995年建立于德國巴伐利亞州的奧格斯堡，是世界領(lǐng)先的工業(yè)機(jī)器人制造商之一。庫卡機(jī)器人公司在全球擁有20 多個子公司，大部分是銷售和服務(wù)中心，其中包括:美國, 墨西哥, 巴西, 日本, 韓國,中國臺灣, 印度 和絕大多數(shù) 歐洲國家。公司的名字，KUKA(庫卡)，是Keller und Knappich Augsburg的四個首字母組合, 它同時是庫卡公司所有產(chǎn)品的注冊商標(biāo)。

庫卡機(jī)器人（上海）有限公司是德國KUKA公司設(shè)在中國的全資子公司，成立于2000年，是世界上頂級工業(yè)機(jī)器人制造商之一。其核心競爭力是開發(fā)、生產(chǎn)和銷售工業(yè)機(jī)器人，控制器及軟件。公司工業(yè)機(jī)器人年產(chǎn)量超過1萬5千臺，至今已在全球安裝了15萬臺工業(yè)機(jī)器人。

KUKA機(jī)器人廣泛應(yīng)用在儀器儀表、汽車、航天、消費產(chǎn)品、物流、食品、制藥、醫(yī)學(xué)、鑄造、塑料等工業(yè)。主要應(yīng)用于材料處理、機(jī)床裝料、裝配、包裝、堆垛、焊接、表面修整等領(lǐng)域。

中國家電企業(yè)美的集團(tuán)在2017年一月順利收購德國機(jī)器人公司庫卡94.55%的股權(quán)。也就是說德國KUKA機(jī)器人公司中國人有絕對的說話權(quán)力,未來對中國機(jī)器人的發(fā)展是大有益處的。

KUKA的打磨拋光機(jī)器人解決了許多產(chǎn)品打磨拋光粉塵大的問題。打磨拋光在很多行業(yè)的生產(chǎn)制造中是最基礎(chǔ)的一道工序，也是不可缺少的工序，因此打磨拋光高昂成本一直是企業(yè)的痛點，此外打磨拋光過程中產(chǎn)生的煙塵、粉塵污染更令人傷腦筋，不僅破壞環(huán)境，更會嚴(yán)重威脅作業(yè)員工的身體健康，而作為當(dāng)今勞動力主力軍的 80 和 90 后，大多數(shù)人是不愿意從事產(chǎn)品打磨拋光這類工作的，這就造成了打磨拋光行業(yè)人才缺口較大，人員青黃不接的情況。好不容易招聘到人，對新入職員工打磨拋光技能培訓(xùn)又是一筆不小的支出，培訓(xùn)完后又有幾人可以在這種崗位上堅持做這項工作的呢。

不少企業(yè)還會發(fā)現(xiàn)，即使花了幾十萬，甚至更多的錢給整個打磨車間安裝上整體通風(fēng)系統(tǒng)，通風(fēng)系統(tǒng)維護(hù)和使用成本高，環(huán)評依然不過關(guān)，員工職業(yè)病還是頻發(fā)。因此機(jī)器人代替人工，智能打磨，不僅能解決工作環(huán)境問題，還能解決人才缺失問題，機(jī)器人的投入成本只要一到兩年時間就可以回收機(jī)器成本，這真是一舉兩得，2年后可以一本萬利的事情。

圖8 KUKA的打磨機(jī)器人

在勞動力成本不斷攀升和“用工荒”倒逼之下， 各大企業(yè)逐步加速了“機(jī)器人換人”的步伐，裝機(jī)量逐年攀升。高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GRII）統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2014年中國市場新增工業(yè)機(jī)器人4.55萬臺，同比增長35.01%。GRII預(yù)測，2015年中國工業(yè)機(jī)器人市場增長進(jìn)一步加快，預(yù)計增長超過40%，達(dá)到6.42萬臺 。

從上面的介紹和圖片表明了機(jī)械器人在某些產(chǎn)品制造領(lǐng)域得到了應(yīng)用，并且也開始出現(xiàn)在石材制造業(yè)中。未來機(jī)器人將在石材產(chǎn)品制造的那些領(lǐng)域進(jìn)一步得到應(yīng)用，應(yīng)用越來越廣闊呢？

（1）產(chǎn)品的搬運

用機(jī)器人搬運石材產(chǎn)品是最可能讓可機(jī)器人去完成的。在2018年水頭石材展覽會上曾經(jīng)看到許多的石材搬運機(jī)器人，將石材產(chǎn)品從機(jī)器上搬運下來放到產(chǎn)品周轉(zhuǎn)架上。環(huán)球石材集團(tuán)的無機(jī)人造石材生產(chǎn)線上切好的板就是依靠機(jī)械手搬運放到木箱里包裝。

圖9 水頭展覽上展出的搬運機(jī)械手

圖10 環(huán)球石材集團(tuán)無機(jī)石生產(chǎn)切割線上的Breton設(shè)備上的機(jī)械手

（2）大板刮膠

圖11 為意大利breton大板刮膠機(jī)，雖然該設(shè)備看起來不象機(jī)器人，但是它所完成的工作類似于機(jī)器人，完全可以取代大板補膠人工調(diào)膠、刮膠，解決膠的氣味大，對人體健康有影響的問題，并且大大降低大板補膠工人工作勞動強度，改善工作環(huán)境，實現(xiàn)無人補膠工藝。

圖11 breton大板刮膠機(jī)

圖12為意大利breton大板刮膠機(jī)噴膠過程，將調(diào)制好的前噴涂到大板的表面。

圖12 breton大板刮膠機(jī)噴膠

圖13 breton大板刮膠機(jī)刮膠

我曾經(jīng)多次看過breton大板刮膠機(jī)的工作視頻，對該機(jī)高度評價：確實是款非常好的刮膠、補膠設(shè)備，完全可以取代人工完成大板補膠，刮膠的工作。只是很少有石材企業(yè)慧眼識珠，加之設(shè)備的價格有些偏高，國內(nèi)至今無人進(jìn)該設(shè)備用于大板補膠，刮膠上，實在是遺憾，可惜！

（3）大板補膠、拋光線上機(jī)器人

大板補膠、拋光線上機(jī)器人已經(jīng)不再是意大利石材設(shè)備的專利技術(shù)了，國內(nèi)佛山慧谷科技股份有限公司已經(jīng)完全掌握了該技術(shù)，并成功地應(yīng)用在該公司制造的立體真空補膠線上，使用效果非常良好。

圖14 慧谷機(jī)械手真空吸盤

（4）自動排板、裝卸板機(jī)器手

圖15、圖16為浙江眾立機(jī)械有限公司生產(chǎn)制造的機(jī)械手自動排板機(jī)。該機(jī)械可以識別產(chǎn)品上二維碼，通過二維碼按生產(chǎn)加工單排板圖排板。利用該排板機(jī)排板可以大大降低排板員工的勞動強度，提高排板員工的安全性。雖然該設(shè)備還有許多待改善之處，但相信該排板機(jī)在石材制造企業(yè)將會有大顯身手之地的。

圖15 眾立機(jī)械手排板機(jī)抓板

圖16眾立機(jī)械手排板機(jī)放板

（5）大板卸板機(jī)器人手

這種設(shè)備早在十多年前意大利的石材制造企業(yè)已經(jīng)把它應(yīng)用在石材大板卸板上，而且技術(shù)非常成熟了。只是在國內(nèi)較少看到這種大板卸板機(jī)器人在石材制造業(yè)上的應(yīng)用。

圖17在水頭石材展覽會上展出的由華隆機(jī)械制造的華隆工程板卸板機(jī)械手。

圖17 華隆機(jī)械手

圖18為浙江眾立機(jī)械有限公司生產(chǎn)制造的大板卸板機(jī)械手，可以將拉鋸、砂鋸鋸切好的大板卸到補膠臺車上，降低員工卸板的勞動強度，提高卸板員工的安全性。

圖18眾立卸板機(jī)械手

（6）臺面板、彎位線條打磨拋光機(jī)器人

臺面板、彎位線條是石材制造企業(yè)加工較多的產(chǎn)品，它們的打磨拋光多依賴于手工打磨拋光，特別是臺面板的內(nèi)盆孔打磨拋光更是依靠手工打磨拋光。隨著石材機(jī)械的發(fā)展和進(jìn)步，加上從事石材產(chǎn)品打磨拋光的員工日益減少，逼迫石材制造企業(yè)必須走機(jī)械打磨拋光之路，石材設(shè)備制造企業(yè)研發(fā)臺面板、彎位線條打磨拋光機(jī)器人是日后設(shè)備研發(fā)的一個重點方向，應(yīng)該予以高度重視。

圖19為加工臺面板的CNC，可以自動完成產(chǎn)品切割、挖臺盆孔、鉆孔、磨邊、邊的打磨拋光。

圖19

（7）刷防護(hù)劑機(jī)器人

刷防護(hù)劑機(jī)器人是我假想的概念性機(jī)器人產(chǎn)品，并沒有見到過實際設(shè)備。但我認(rèn)為以現(xiàn)在機(jī)器人制造水平，防護(hù)機(jī)器人是可以做出來和實現(xiàn)的。

（8）切割搬運機(jī)器人

橋切機(jī)切割板材產(chǎn)品時將正在切的板挪開，移動的機(jī)械手已經(jīng)很普遍地使用了。圖19為永達(dá)電子橋切機(jī)上的機(jī)械手，可以移動待切割的板材。雖然看起來與機(jī)械手相差很大，但確實實現(xiàn)了象人類的手搬運東西的功能。

圖20 永達(dá)橋切機(jī)搬運機(jī)械手

圖21為breton人造石切割線上的搬運機(jī)器人，輕而易舉地將切割好的規(guī)格板準(zhǔn)確地搬運到包裝箱中，這種搬運機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)非常成熟了，可以在石材制造企業(yè)里大量投入使用，降低員工搬運那些重量大的石材產(chǎn)品的勞動強度，提高產(chǎn)品搬運的安全性。

圖21 breton切割線上搬運機(jī)器人

（9）雕刻機(jī)器人

用機(jī)器人實現(xiàn)浮雕產(chǎn)品的加工文中已經(jīng)介紹過，而且這項目技術(shù)已經(jīng)成熟，只是在浮雕模型的建模上難度大，影響了其大規(guī)模的使用。但隨著傳統(tǒng)手工雕刻工藝藝人的減少，雕刻機(jī)器人的應(yīng)用將會更加普及。

圖22多功能加工中心

（10）機(jī)器人投料

曾經(jīng)在人造石材企業(yè)工作時看到投料口處漫天飛舞的粉塵時，想到人造石企業(yè)應(yīng)該在此處配置機(jī)器人，讓機(jī)器人完成這種簡單、低級、重復(fù)的勞動，保障作業(yè)員工的身體健康。人造石行業(yè)的投料口處使用機(jī)器人投料，可以降低粉塵對此處作業(yè)員工的身體危害，改善此處作業(yè)員工的工作環(huán)境。

2015年9月在《石材》雜志發(fā)表了《發(fā)展加工石材機(jī)器人的可行性與必要性》論文闡述石材行業(yè)發(fā)展機(jī)器人可行性和必要性的文章。時光如白駒過隙，一晃過去了五年，當(dāng)汽車、電子行業(yè)的機(jī)器人應(yīng)用發(fā)展的如火如荼的時候，石材行業(yè)我們還沒等到這個時代的到來。雖然在石材的一些展會上可以看到各種機(jī)器人的展品，但石材行業(yè)對機(jī)器人代替人工來完成產(chǎn)品的制造熱情、熱度并不高，幾乎沒有看到幾家石材生產(chǎn)企業(yè)使用機(jī)器人制造石材產(chǎn)品的，更不要說普及使用了。

機(jī)器人已經(jīng)給許多傳統(tǒng)的制造來帶來了新的希望，注入了新活力。相信隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展、完善，向制造業(yè)全方位的滲透，機(jī)器人進(jìn)入石材制造業(yè)是遲早的，只是目前時機(jī)未到，石材制造企業(yè)尚沒有預(yù)料到機(jī)器人給石材制造業(yè)帶來新的希望，創(chuàng)造的巨大效益。期待著更多的機(jī)器人走向我們，走進(jìn)石材制造企業(yè)的每一個角落，給我們石材制造業(yè)帶來新氣象，增添新的活力。

希望本文能引起石材制造企業(yè)或人士重視，推動石材行業(yè)機(jī)器人技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，石材行業(yè)逐漸進(jìn)入到機(jī)器人代替人的時代，促使石材行業(yè)的制造技術(shù)有個根本性的轉(zhuǎn)變，依靠機(jī)器人為石材生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造更多的利潤。

作者：晏輝