东莞科创新高度⑥
东莞跃升科创“国家队”，热情参加粤港澳大湾区国际科学技术创新中心、广深港澳科学技术创新走廊、大湾区综合性国家科学中心先行启动区建设，以打造国家创新型城市为总抓手，构建“源头创新—技术创新—成果转化—企业培育”全链条创新体系。
南方+东莞科技频道推出“东莞科创新高度”系列报道，聚焦东莞科创的精彩故事。
“世界上有很多脏活、累活、危险的工作，这些最好交给机器人来办。2013年，我开始自主创业，正是瞄准了‘机器换人’的巨大市场。”东莞市中天自动化科技有限公司（以下简称“中天自动化”）董事长唐康守说。
唐康守介绍，中天自动化多年来聚焦3C、锂电、汽车配件的打磨领域，在国内细致划分领域中占据较大市场占有率。现在，公司和广州大学、中国铁路广州局集团有限公司合作研发的“高铁钢轨修磨机器人系统研发与应用”项目获得广东省科技进步奖二等奖，预计可以在一定程度上完成高铁钢轨修磨领域的“机器换人”。
“现在项目仍在推广阶段，可以预想到，未来高铁钢轨修磨这项危险的工作，将交给机器人完成，工人的工作所承受的压力更小，工作环境也更安全。”唐康守说。
“高铁钢轨在生产的全部过程中，需要将多块零件焊接在一起形成整条钢轨，其中的焊缝，就能够最终靠我们这个技术来打磨，使之平整。”唐康守说。
据了解，平整的钢轨既是高铁运行的“安全阀门”，也是高铁列车运行中“硬币立起而不倒”的法宝。
然而，修磨钢轨焊缝可不是一件轻松活。为了修磨钢轨，工人们往往需要用大体积设备，在高温、重粉尘的环境下施工。同时，修磨是一件精细活，人工精度不如经过算法校准过的机器人高。
“我们从铁路系统了解到他们有这个需求，从2016年开始研发这一个项目。和传统的人工修磨技术相比，我们创新地使用了六轴机器人来代替人工作业，采用实时测量技术、动态轨迹生成技术，采集每个焊头的数据，并对焊头数据来进行算法分析，动态生成运动轨迹。”唐康守说。
中天自动化进军高铁钢轨修磨领域并非心血来潮，唐康守介绍，公司多年来深耕打磨领域——成立之初便与全球机器人顶级公司Staubli公司合作，进入了汽车塑胶打磨行业，在三年的时间内，中天自动化获得了全世界汽车行业供应商的信任，涉及品牌包括：奔驰、宝马、奥迪、玛莎拉蒂、丰田、本田、大众、长城等。
除此之外，中天自动化还在锂电领域有模切机、叠片机、注液机、OCV测试机等标准化设备；在3C领域研发出用于组装、外观检测、注塑机无人化等设备。
“在本次项目研发中，我们也借助了广州大学、中国铁路广州局集团有限公司的力量。”唐康守说。
据了解，广州大学机械与电气工程学院院长张春良及其团队为项目研发提供了扎实的理论支撑，并多次来公司做当地考验查证。中国铁路广州局集团有限公司则为项目提供了可靠的技术方面的要求和技术标准，为项目顺利通过验收作出了贡献。
“中天自动化的优点是我们有众多从事一线生产工作的工程师，能验证项目在生产环节的适用性。”唐康守介绍，得益于公司的技术进步，2020年公司销售额达到2个多亿，截至2021年6月，公司已取得3个多亿的销售额，估计今年能达到5个亿。
在项目开发过程中，中天自动化及其团队遇到了诸多技术上的难题，其中，磨料损耗尤为突出。
“尽管个人会使用了机器人，但和人工一样，磨料在打磨过程中自身也在不断地损耗，我们要对磨料的损耗进行补偿，不同厚度的焊缝，补偿的值也不一样。”唐康守说。除此之外，由于高铁钢轨焊缝打磨需要用不同的焊头，而每一个焊头的状态也各不相同，机器人必须采集到的每一个钢轨的数据，这也给研发人员带来了挑战。
为此，中天自动化自主开发了一套智能学习算法，通过大数据来生成焊头的运动轨迹，并且对磨料的损耗进行算法补偿。
唐康守表示，项目应用于实际生产后，预计比人工修磨焊缝效率高3-4倍，并且更安全，准度也有较大提升。
“高速铁路属于国家级的工程建设项目，如果项目能够顺利投产，我相信会实现高铁钢轨修磨领域的自动化，让我们的高铁更安全，同时也给公司带来长远的收益。”唐康守说。
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