走进中国船舶集团第七一六研究所装备研制现场,10余米见方的巨大“工位”上,两条壮硕的焊接臂矗立眼前,这就是由七一六所研发生产的“杰瑞大型造船多分段全自主焊接双臂机器人”。
2020年,由该所牵头承担的国家“863”攻关项目——“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”课题通过科技部专家组验收,并获得“优秀”验收结论。
该项目攻克了焊接任务的离线自动规划技术、实时现场三维重构与精准标定方法、冗余运动系统的稳定运动精度控制技术、焊缝跟踪和状态检测技术等关键技术,为船舶制造的焊接机器人提供了灵活的“躯体”、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,装备的成型及焊接质量明显优于传统焊接,是当之无愧的东方“焊将”!这标志着我国已经掌握大型造船多分段全自动焊接双臂机器人自主关键技术。
目前,该项目相关技术成果已经在船舶分段焊接、大型装备焊接、钢板大场景检测识别等领域实现了示范应用。
为进一步解决船体结构、机舱分段、超大跨度舱室等船舶大型复杂构件在焊接过程中容易出现变形控制难度大、焊接质量波动大、易产生焊接裂纹等问题,该所在“863”项目科技成果基础上,继续深化研究,以产业化为目标,打造了我国船舶领域首套跨度最大、功率最高的“船舶大型复杂构件高功率激光-电弧复合焊接系统”,打破了国外对成套船海装备焊接自动化系统的技术封锁和垄断,这是东方“悍将”的又一次拓展实战。
该系统实现了20m×11m×5m大跨度空间下的分区多段高精度焊接轨迹动作控制以及20kW大功率激光深熔焊、激光填丝焊和激光-电弧复合焊,突破了基于耦合增强效应的激光-电弧复合焊接高效熔透控制技术、全场景3D视觉测量和数据驱动融合的激光-电弧复合船舶焊接全过程智能监测与焊缝成形控制技术、大尺度复杂结构多向位姿自适应柔性伺服装夹技术等关键技术,并在国内首次实现了16mm厚度长梁结构钛合金不开坡口单面焊双面一次成型的激光自熔焊接工艺,复合焊接效率提升50%以上、焊接变形量减少40%以上,总体技术水平达到了国际先进水平。