鋒頭精妙元氣滿滿的鋁焊專家
——廈門鋒元機器人有限公司
文/孔一諾 崔人元
以新科技革命和新產業變革為主要特徵的新工業革命正在全球範圍蓬勃興起，高階製造業、智慧化和新能源是國家大力提倡大力支援的領域。“賽道”和“風口”是近年的兩大熱詞，廈門鋒元機器人有限公司（以下簡稱“鋒元機器人”）就在多條熱門賽道的風口上，並且健步跑在了前列！
鋒元機器人的大時代來臨了！請看，國內外各大新能源汽車及各配套廠商，例如比亞迪、寧德時代、中航鋰電、吉利、上汽、北汽、廣汽、小鵬、理想、零跑、豐田、本田、大眾、中國航天、中國兵器、中國中車等都採用了鋒元機器人的產品和服務，鋒元機器人在眾多汽車廠家的生產線上大展身手、創造價值。
2021年的廈門，夏天來得比較早，天氣早早就開始熱起來了。可是，我們來到廈門鋒元機器人有限公司的廠區，明顯感覺這裡更熱：工友們在車間幹得熱火朝天，加班加點成為常態，熱烈的氣氛讓人感受到一股向上奮進的力量！
從絕地求生到行業領先
“你別看現在我們這生意興隆、紅紅火火的樣子，其實我做這企業，可說是已經死過一回，又重新活過來了！”鋒元機器人董事長沈欽鋒對我們說道，“創業過程真是太難太難了，這年頭製造業又不好乾。但不好乾也得有人幹。我們這些人總想著為國家的發展做點貢獻，為社會創造些價值，也為家人和員工的美好生活多創造點經濟收益。”
2001年，沈欽鋒領頭創辦了廈門實啟機械有限公司。開業後的相當長一段時間內，因為當時市場比較粗放，公司的經營管理也是粗放型的，能有什麼活就幹什麼活，什麼來錢快就做什麼，甚至老闆也說不清公司主要是做哪些業務的，就這樣一度也賺了一點錢。但是，這個多種經營模式不但做得很累，而且公司沒有積攢下可以在市場上打得響的技術、產品、渠道和聲譽。市場在變化，各種產品細分市場的競爭也變得越來越激烈，說好聽點公司是“多種經營”，可其實際則是樣樣通樣樣松，沒有殺手鐧技術、沒有拳頭產品，在市場買家眼中就成了會點三腳貓功夫。沒過幾年，公司就淪落到負債1000多萬元、員工紛紛離職。
“滄海橫流，方顯英雄本色。”艱難困苦最能考驗人。能扛事，意志堅定，追求贏，不輕易認輸是企業家最重要的品質之一，沈欽鋒就是這樣一位企業家，著名閩南語歌曲“愛拼才會贏”，唱出了他心裡那份比石頭還硬的拼勁。沈欽鋒咬牙忍受著公司瀕臨死亡的煎熬，時刻想著怎麼辦？怎麼活下去？一邊拼命為公司續命，強撐著公司，一邊更加冷靜地觀察著市場，思考著翻身的出路，向各路朋友請教學習，改革公司的經營行為等，漸漸地公司又有了一些起色。在帶領公司絕地反擊、殺出生路的過程中，沈欽鋒逐漸形成了比較清晰的公司發展戰略、市場定位和經營思路，決定將公司的業務進行大調整，面向高階製造、智慧製造和新能源製造的市場需求，聚焦於成為專業化的一流鋁焊專家和鋁焊解決方案供應商。
沈欽鋒是魄力和行動力極強的企業家，為了宣示公司這個重要的戰略轉變，更好地開拓市場，2011年，他以廈門實啟機械有限公司為支撐和王志友另成立廈門鋒元機器人有限公司。鋒元機器人從此進入了發展的快速通道，成長為國內市場上名列前茅的集研發、生產、銷售和服務為一體的鋁焊機器人系統整合商，並向打造“有色金屬機器人鋁焊系統第一品牌”邁進。
鋒元廠房外景
鋒元機器人專注於鋁合金自動化焊接裝置的研究和開發，利用自身優勢，透過不斷的技術積累和研發攻關，陸續攻克了鋁材焊接領域工藝的多項難題。憑著在鋁及有色金屬機器人焊接自動化工藝和系統方面的豐富經驗，鋒元機器人已經先後推出了雙工位焊接機器人工作站，三工位焊接工作站等系列產品，已經廣泛應用於運動器材、童車、腳踏車、電動車、五金等行業。
這裡有必要補充說一下行業發展的背景情況，否則容易將鋒元機器人的業績等閒視之。1970年代，中國就開始研製機器人，經過半個世紀的發展，對主要型別的機器人產品都能生產了。據中國機器人產業聯盟統計，中國在2013年就已超過日本成為全球第一大機器人生產國。目前，從應用型別來看，搬運機器人成為國內銷量最多的機器人，排在第二位的就是焊接機器人。焊接機器人中，鋁焊接工藝是高難度的，因為鋁焊的鋁合金是非常敏感的，只要跟空氣接觸就會形成氧化，由於鋁及鋁合金具有導熱性強而熱容量大，線脹係數大，熔點低和高溫強度小等特點，熔點熔深很不好掌握，搞不好就燒穿了或者沒焊接牢固。所以，鋒元機器人解決的鋁焊問題就顯得特別有意義。
在新能源汽車發展的風口
新能源汽車是近年方興未艾、迅猛發展的產業風口。多年來，全球汽車消耗石油產生的能源問題日益緊迫，汽車排放廢氣帶來的環境問題也備受關注。新能源汽車不僅成為緩解能源危機、降低溫室氣體排放、減少環境汙染的有效途徑，而且成為新的科技突破點。我國把新能源汽車確定為戰略性新興產業，隨著國際經濟發展競爭形勢的演變，國家不斷加大政策對新能源汽車的扶持和推廣應用，使之在汽車產業轉型升級中扮演著越來越重要的角色。
新能源汽車與傳統燃油汽車不同的是，採用電池作為動力來驅動車輛執行，其受動力電池重量、動力電池續航里程的制約以及汽車節能減排政策的高壓，在車輛設計和材料應用上，車體輕量化成為新能源汽車車企首先要考慮的問題。因此，電池驅動的新能源汽車比傳統汽車更迫切需要車身減重。在汽車輕量化材料中，鋁合金材料的綜合性價比要高於鋼、鎂、塑膠和很多複合材料，無論是在壓縮和焊接方面，還是執行安全性及迴圈再生利用方面，都具有無法比擬的優勢。鋁合金材料的密度只有鋼材的1/3，其減重和節能效果明顯，這也決定了鋁合金材料成為汽車輕量化應用的首要選擇。鋁合金具有重量輕、強度高、耐腐蝕效能好、無磁性、成形性好及低溫效能好等特點，因此被廣泛地應用於各種焊接結構產品中。採用鋁合金代替鋼板材料焊接，能夠使得結構重量減輕50%以上。以前多采用鋼材料來製作動力電池托盤的新能源汽車製造廠商，已經越來越多地開始選擇密度更小的鋁合金材料來製作動力電池托盤。電池托盤作為動力電池的主要承載部件和新能源汽車電池組的重要組成部件之一，其自動化程度成為決定產品質量與生產效率的重要因素。
雖然新能源汽車行業呈現爆發式增長，但國內焊接裝置型別的供應商力量卻普遍比較薄弱。鋒元機器人決定抓住了新能源汽車這個歷史的大風口大機遇，從此乘風破浪、風鵬萬里。2018年，鋒元機器人進入新能源汽車行業，為行業企業提供相應的焊接裝置以及產線規劃和設計，很快就以先進可靠的技術裝備和服務成功地為多家新能源汽車企業和汽車配套廠，並建立起了緊密的合作關係。
電池托盤機器人焊接工作站
鋒元機器人堅持自主創新，從不吝嗇研發投入，研發費用與銷售收入之比遠高於同類企業。公司的研發團隊的主力成員具有多年的行業經驗，並具備很強的研發能力。公司已透過ISO9001：2015質量管理體系認證。公司產品在智慧財產權方面也加強了管理，目前已申請實用新型專利15個、發明專利1個；申請發明專利2個、實用新型專利5個（在稽核過程中）。
近幾年，研發團隊根據新能源汽車市場的變化和需求，研發出一系列具有行業領導性的產品。三迴轉機器人焊接工作站，雙機器人隨變位機一起迴轉，三軸水平翻轉；一字型行走機器人焊接工作站，採用雙機器人+雙工位一字行走的佈局方式，可同時配合導軌搬運機器人進行自動化上下料；平行行走機器人焊接工作站，採用雙機器人+雙工位平行行走的佈局方式，可縮短人工上下料走動的距離。同時還根據客戶的需求定製相應的工裝夾具，實現了一套工作站只更換工裝夾具就可焊接不同產品。
進入新能源汽車行業以來，鋒元機器人的發展接連跨上新臺階。目前，在新能源汽車行業領域，鋒元機器人已提供輕量化鋁合金零部件（如電池托盤、保險桿、副車架、儀表盤支架等）的自動化焊接裝置及相關生產線設計規劃服務。研發出的“電池托盤焊接工作站”，為新能源汽車底盤製作提供一站式服務。通過杆件加工、板件加工、杆件焊接、總成加工以及總成焊接等一系列專業的鋁焊接步驟打造一流新能源汽車電池托盤。
但正如前面說過的，鋁焊接是高難度的，所以鋒元機器人解決鋁焊接這個難題，對於新能源汽車企業是非常重要的。“鋁焊接方法按照焊接方式分為三類：第一類是非熔化極氬弧焊，第二類是熔化極氬弧焊，第三類是冷金屬過渡焊CMT。我們透過使用焊接系統配合機器人來共同完成新能源汽車電池托盤的焊接任務，幫助車企提高質量和生產效率、降低成本，而且焊接處緊固又美觀。”鋒元機器人公司副總王志友介紹說，“鋒元機器人現在給新能源汽車廠商使用者所提供的，不是簡單的裝備，而是為客戶提供一個系統的鋁焊接解決方案。”
一個典型的電池托盤焊接系統解決方案，通常包括框架焊接工作站、總成焊接工作站和部件焊接工作站。
對於框架焊接工作站，在技術上需要儘可能地透過電流和焊絲的回抽控制來實現熔滴的無飛濺。如果電流過高，熔滴爆斷就不受控制，易產生大量的焊接飛濺。只有保持電流非常低，同時透過焊絲的回抽來完成熔滴過渡，才能使得焊接過程超低飛濺，或者只有在焊槍角度非常差時產生少許的飛濺。這種超低飛濺的焊接要求不僅減少了焊後處理的麻煩，而且保持了電池托盤表面乾淨整潔。
對於底板焊接工作站，在技術上要求在焊接薄板時熱輸入量低，並具有優異的橋接能力，才能滿足了電池組後續的裝配要求。同時，內角焊縫持續焊接不間斷，焊縫無焊渣、無裂縫、無氣孔且表面成美觀的魚鱗紋（我們覺得很像銀色錢串，整齊好看，還忍不住伸手摸了摸），才能加強電池托盤的結構強度並滿足了氣密性檢測要求。
電池托盤焊接夾具
對於部件焊接工作站，在技術上需要採用PLC可程式設計感測控制系統，使得焊接時反應速度快、噪聲低、能耗小、體積小、功能強大和程式設計方便。同時，工作站之間採用匯流排通訊，在資料收集和邏輯控制的應用中提高可靠度，且設定容易實現，才能解決系統複雜等問題以達到節省系統整合時間及成本的目的。
要當隱形冠軍
沈欽鋒介紹：“鋒元機器人除了要將第二代機器人和機器人工作站做得更完善外，在第三代機器人的研發上也已經取得了不少進展。”根據自動化技術發展程度的不同，目前工業機器人可分為三類（代）：一是示教再現型機器人，需要由操作者將完成某項作業所需的運動軌跡、運動速度、觸發條件、作業順序等資訊透過直接或間接的方式對機器人進行示教，由記憶單元將示教過程進行記錄，再在一定的精度範圍內，重複再現被示教的內容。當前工業領域大量應用的焊接機器人多屬此類。二是智慧感知型機器人，具有一定智慧、能夠透過感測技術（觸覺、鐳射、視覺等）對環境進行一定程度的感知，並根據感知到的資訊對機器人作業內容進行適當的反饋控制，比如對焊槍對中情況、運動速度、焊槍姿態、焊接是否開始或終止等進行修正。現在採用接觸式感測、視覺、鐳射跟蹤等方法實現焊縫自動尋位與自動跟蹤的焊接機器人可以歸為此類。三是當前還無成規模實用案例的第三代工業機器人，除有一定感知能力外，還有一定決策、規劃能力，如能夠利用計算機處理感測結果並對焊接任務進行規劃，或根據焊接過程中的多資訊感測進行智慧決策。
“鋒元機器人現在的發展勢頭良好。除了我們公司上下團結一心地拼搏，還要感謝很多人，像福建省工業文化協會的專家，幫助我們確立了聚焦鋁焊主業，成為隱形冠軍這個重要的戰略方針。鋒元機器人將積極參與市場競爭，加強新產品、新技術的研發，並在國家政策的指導下，利用社會資源，積極培養鋁焊工程師、專案管理和技術管理人才以及複合人才。”說到人才，沈欽鋒還特別誇獎了王志友：“別看他比較年輕，但是也是個很優秀的人才，在技術、營銷和管理上都有長處。他是跟我一起吃過苦的人，是能與我一起拼的好幫手、好戰友、好兄弟。年輕人思想活躍，對新東西接受比較快，他在網上用短影片銷售鋒元機器人，效果蠻好的，有一些客戶就是在抖音上看到我們才來找我們的。”
“我們也面臨的兩個困難：一是招聘優秀研發人員和高階技術工人，我們可說是求賢若渴，二是想擴大生產規模，但企業的發展用地相當緊張，還希望有關方面能幫助解決。”沈欽鋒說道，“但是這些困難也是廈門很多製造業企業所面臨的。我們自己也在努力想辦法克服。辦法總是比困難多，愛拼才會贏！”
是的，愛拼才會贏，何況還是在好賽道好風口。鋒元機器人一定能成為世界鋁焊界的隱形冠軍！
