| 成果名称: | 大型船舶空间立体曲线焊缝智能焊接机器人研发及产业化 |
| 完成单位: | 广东省科学院智能制造研究所,广东新船重工有限公司,华南理工大学,东莞市尔必地机器人有限公司 |
| 主要人员: | 蒋晓明,卢宇明,王振民,刘晓光,孙德一,吴祥淼,张芩,陈国强,赫亮,黄石生,熊举磊,毕齐林,周雪峰,程韬波,张晓勇,苏忠,吴经飞,宁绍钧 |
| 介绍: | 1.课题来源与背景：我国大型船舶建造过程中，焊接占60%以上的工作量，而这些需要焊接的焊缝，普遍存在焊接作业空间大、焊缝尺寸及轨迹一致性差、焊接工艺复杂、重复性低、船体不能移动、自动化焊接难度大等问题，严重制约了船舶焊接制造效率和质量的提高。为解决船舶制造焊接效率较低和焊接质量难以保障的问题，船舶制造企业对这种大作业空间的焊接装备提出来迫切的需求。项目围绕智能多传感轨迹跟踪系统研发，高效焊接工艺专家系统研发，数字化焊接电源系统研发，移动焊接机器人系统研发，多系统协同控制系统研发以及示范应用和产业化工作开展大型船舶空间立体曲线焊缝智能焊接机器人的开发和产业化。装备首先在广东新船重工有限公司进行示范应用，并利用其在船舶制造行业的影响力及其业务合作单位的资源，向省内其它船企辐射。 2.技术原理及性能指标：该项目采用无轨磁吸附式爬行机器人平台，并安装焊接执行机构（直线滑台或6轴机械臂等结构），携带焊接工具（焊枪），在多传感复合焊缝跟踪系统的引导及机器人控制系统的控制下，针对船舶船体的中组立、大组立等部件中、大尺寸焊缝进行焊接。 项目所开发机器人装备的主要技术指标有：（1）磁吸附机器人在船体上正常工作状态下的吸附能力：大于100KG；（2）数字化焊接电源：触屏显示、集成焊接专家数据库、焊接电流范围50-630A、电源效率90%；（3）磁吸附移动焊接速度：0.8m/min；（4）焊缝跟踪精度：0.5mm； 3.技术创造性与先进性：（1）研制了一种多传感复合焊缝跟踪系统，采用视觉识别、处理、记忆等实现焊缝一定区域内的自跟踪调整，采样位置传感控制技术实现无轨移动平台自寻迹移动，实现焊缝跟踪和行走轨迹校正等多任务智能化控制，大大减轻操作者工作强度，提高工作质量；（2）研制了一种集成控制系统，实现装备在焊接工作的焊接工艺参数、位姿动作、移动轨迹的协同工作；同时设计了遥控式的无轨移动机械臂平台控制装置，方便操作人员室外大范围移动操作控制装备系统；（3）工艺适应性好：创新性的将基于新一代宽禁带SiC（碳化硅）功率器件的大功率软开关技术、基于DSP 的全数字控制技术和波形控制技术相结合，研制开发出机器人专用大功率全数字智能焊接电源装备，在船舶空间曲线立体焊缝不同坡口、角度等工况下均能实现低飞溅、低热输入的优质高效焊接。 4.技术成熟度，适用范围和安全性： 技术成熟度约7级，主要适用船舶，海工等钢结构制造曲率半径大的具有磁吸附性材料构件的焊接。该机器人的吸附力达到大于100kg，装备的负载自重比达到2.3以上，在1cm以上厚度的磁吸附性钢板上具有良好的吸附能力，能保障其作业过程中的安全性。 5.应用情况及存在的问题：开发的大型船舶空间立体曲线焊缝智能焊接机器人系统，不仅能够作为一个整体复杂的系统实现应用于大型船舶分段中合拢、大合拢以及船舶空间结构预置焊接部件等空间焊缝的焊接，而且其中各子系统如爬壁机器人本体、焊接电源、机器人控制系统以及焊缝跟踪系统等均可作为独立的成果实现相关应用。系统目前已经在广东新船重工有限公司、黄埔文冲船厂等船舶修造企业进行应用。 6.历年获奖情况：无。 |
| 批准登记号: | |
| 登记日期: | 2024-10-09 |
| 研究起止时间: | 2016-01-01至2020-03-30 |
| 所属行业: | 制造业 |
| 所属高新技术类别: | 先进制造 |
| 评价单位名称: | 广东省科学技术厅 |
| 评价日期: | 2022-06-01 |
