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大型造船多分段全自主焊接双臂机器人的关键技术与装备

2019-05-06

焊接是船体装配中的重要环节,也是决定船体质量的关键因素。其中,分段的“井”字焊接是船舶焊接的基本单位,以大连造船厂为例,其船舶分段的“井”字焊接工作量占整个焊接过程的60%以上。此前仅德国IMG公司和日本川崎公司拥有船舶分段焊接机器人,且对我国限制出口。因此,自主研发分段“井”字焊接机器人关键技术与装备,对打破国外技术封锁和垄断,提高我国海洋制造工程的核心竞争力具有重要的意义。

由中国船舶重工集团公司第七一六研究所主持承担的“大型造船多分段全自主焊接双臂机器人的关键技术与装备”课题属于国家高技术研究发展计划(863计划)先进制造技术领域“移动操作机械臂核心技术研究及应用示范”主题项目。课题实施两年多来,中国船舶重工集团公司第七一六研究所联合上海交通大学针对船舶分段中的“井”字焊接任务,攻克了大型船舶焊接机器人本体的设计与制造、船舶焊接三维离线编程系统的开发、多任务协作、场景识别和重构、焊缝识别与跟踪、高精度机械手运动控制等一系列船舶焊接的关键技术,为船舶制造的焊接机器人提供了灵活的运动能力、精准的“眼睛”、严谨的思维,形成了双臂机器人本体、场景识别装置、焊缝跟踪装置等一系列国产机器人成套装备,相关装备确保了焊接机器人能够准确无误地识别被焊目标并开展焊接任务。研制的关键系统装备不仅可用于船舶焊接,也可用于其他领域的焊接或打磨工作。

课题已经初步形成焊接双臂机器人系统样机雏形,目前正在进行系统联调,预计项目验收时能够实现功能要求。依托该项目申报相关船舶智能制造的标准《大型船舶分段焊接智能车间参考模型》,获得工信管理部门标准化专项支持。课题实施以来,发表论文29篇,其中SCI论文5篇,EI论文24篇;完成研究报告2份,已提交1份;培养硕士研究生10名,博士研究生2名,博士后1名。