Manufacturing robots speed wind farm construction

灵活的机器人技术提高风力发电机的制造效率

丹麦在可再生能源方面一直是全球领导者，该国近一半的电力消耗来自风力发电。现在，丹麦公司 Odico 的制造机器人有望进一步改变这一开创性的行业。该公司正在将机器人精度应用于风力发电机制造，帮助其客户降低风险并将工作效率提高两倍。此外，Odico 技术还支持一线工人在平板电脑上构建设计，帮助推动蓬勃发展的可再生能源领域实现敏捷、持续的改进。

精度至关重要

将钻头轻轻地钻穿金属板可能看起来很平常，但当该金属将 12 吨重的铝制叶片连接到北海的风力发电机时，钻孔的方式就相当重要了。如果放错一毫米，数月的设计、制造和装配工作可能就付诸东流。

防止昂贵且精心设计的工程组件再落入废料堆是 Odico 的使命之一。该公司于 2012 年在丹麦欧登塞（一群蓬勃发展的机器人公司所在地）成立，专门从事研发将制造技术引入建筑业的先进机器人技术。Odico 开发出了可即时重新校准的超敏捷移动制造机器人。对于专门从事小规模生产运营的公司来说，每个机器人都可以使工厂生产力提高三倍，因此其非常适合风力发电机建设。

Odico 机器人可提高专门从事小规模生产公司的工厂生产力。图片来源：Odico。

管理严格的制造流程

过去，在像风力发电机叶片一样大的地方钻孔是由手动完成的。运行大型钻孔设备的人工操作员需要确保每个孔均满足类型、形状、深度、直径、位置和质量的严格规格。钻孔装置本身必须经过完美地校准、拟合和严格维护。在这个耗时的流程中，控制台上的人员必须具有足够的毅力和耐心。

Odico 创始人兼首席执行官 Anders Bundsgaard 表示：“如今，涡轮叶片的轮廓是通过起重机移动来钻出所需的每一个孔。”当操作员钻完一个孔后，轮廓必须移动到其他位置并固定到位，以满足准确的要求。因为每个轮廓最多需要 48 个孔，所以一天可以完成大约 6 个轮廓。

Odico 创始人兼首席执行官 Anders Bundsgaard。图片来源：Odico。

适应短期制造

在这些限制条件下，风力发电机的的产量往往只有数百台，而在典型的工厂中，人们预计会有数万台。这使得工程师能够不断进行更新、优化和改进，但也会妨碍标准化。Bundsgaard 说：“对于 100 到 120 个小批量工厂，您不能以传统方式实现生产自动化。每个新订单都意味着回到绘图板。大多数机器人制造系统都源于汽车行业，在汽车行业，您可以一次生产 100,000 辆汽车或 100,000 个零部件，”他补充道。“改变设计规范非常困难，通常需要拥有设计或工程学位的人员。”

为简化此过程，Odico 创建了 Drill Mate，这是一款“机器人之兽”，可以在复杂金属型材中自动反复钻取精度图案。其模块化架构支持快速进行工厂内安装。

Drill Mate 将机器人钻孔与计算机辅助制造 (CAM) 的最新开发相结合。它的设计用于精确的重型工作，具有多相钻头和 6 轴操纵器，可使机器人高度操纵。每个Drill Mate 制造机器人均具有足够的机载计算能力，可支持从文件到工厂的无缝工作流，这意味着设计师可以实时快速创建原型，一线员工可以在现场快速执行变更。这种增强的可编程性和灵活性使专注于小规模制作的公司能够快速周转。

对于在丹麦蓬勃发展的可再生能源行业的 Odico 客户而言，这些功能正在提高生产力并实现敏捷、持续的改进。该行业预计将在 2024 年将风能产量提高近 80%，。

在平板电脑上进行制造

为优化公司产品以适应这一不断发展的市场，Bundsgaard 及其产品开发团队尝试将 Drill Mate 更无缝地嵌入标准的 CAM 工作流中，并使一线员工更轻松地执行对钻孔规格的更改。

Odico 与欧特克合作，将 Drill Mate 与 Fusion 360 集成在一起。在平板电脑上轻点几下，即可使用 Fusion 360的 CAM 界面在工厂车间执行钻孔坐标和要求的更改。

Bundsgaard 说：“对于一个年轻、充满活力的行业，如带风力发电机的可再生能源，持续创新和改进是设计团队的本质所在。借助我们的新系统，任何可以使用 CAD/CAM 界面的用户均可在短短数小时内进行更改。”

欧特克与 Odico 合作，将 Drill Mate 与 Fusion 360 集成在一起。图片来源：Odico。

提高工作效率，同时保住工作岗位

到目前为止，Odico 的机器人部署已经取得引人瞩目的成果。使用先前的手动系统和机械，风力发电机制造客户通常每天可以完成六个轮廓。借助 Odico 解决方案，他们可以钻取 18 个轮廓，是典型行业产出的三倍。

但是，即使生产率大幅提升，Bundsgaard 也认为机器人不必破坏工作空间中人与机器之间的平衡。“机器人正在挽救制造业的工作岗位，”他说。“目前，我们面临着与低工资市场竞争到底的风险。最受伤害的是一线工人。通过使机器人更符合个人需求，我们将朝着市场方向前进。当然，提升技能势在必行，但我们看到工作角色在不断发展，以匹配更广泛的机器人应用，而不是被取代。”

在 Bundsgaard 看来，机器人自动化不会扼杀工作，而是改变人类和设备协同工作的方式。

人类和机器人之间的伙伴关系

世界经济论坛的 Future of Jobs Report 2020（2020年就业前景报告）显示，越来越多的雇主同意 Bundsgaard的观点：据估计，尽管到 2025 年，人类和机器之间的分工转变可能会取代 8,500 万个工作岗位，但也可能会出现 9,700 万个新的角色，这些角色更适合人类、机器和算法之间的新分工。

这种转型几乎肯定包括更便携、更敏捷的解决方案，如 Odico 的弹出式 Factory on the Fly（飞行工厂），这是一个安装在便携式拖车内的小型制造设施。它专为施工行业设计，承诺让任何人均可安全、轻松地使用机器人通过平板电脑构建建筑图元。借此可以在供应链附近完成制造，从而减少将零件运送至地球另一端的需求。