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无轨导爬行焊接机器人助力中国工业化新发展

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    焊接技术的先进与否,代表着这个国家工业化水平的高低优劣。当前,中国工业正在进行着一场“机器人化”的革命,工业机器人从诞生到现在,使用最多的是在焊接领域。焊接机器人作为一种先进的焊接设备,其应用得到了大力的推广,是我国焊接业进入自动化时代的一个重要标志。

     
大家知道,大型或巨型工件高精度、高效率焊接、球罐焊接属于世界公认的焊接难题,为解决这样的难题,潘际銮院士带领研发团队经过三十余年的研发,历尽千辛万苦,终于实现了无轨道、无导向、焊缝识别、跟踪和焊接控制系统等核心技术。令人欣喜的是,“无轨导全位置爬行焊接机器人”已经发展到了四代机,爬行机重量只有16公斤,所有负载加起来也仅有25公斤,机器人可在垂直立面或弯曲面上自主跟踪焊缝,自由爬行,执行全位置焊接任务,爬行结构与激光视觉焊缝自动跟踪系统复合控制,使机器人对焊缝形式渐变、突变等情况能够自行适应,实现了无导轨无导向,无须事先编程条件下自主爬行和焊缝的自动跟踪,更加轻便、灵活,精度可以达到0.5毫米。

     
人工焊接相比,自动化焊接的优势就显得非常明显,比如:可以提高焊接质量,保证其均一性。采用机器人焊接时,每条焊缝的焊接参数是自适应的,焊缝质量受人为因素影响较小,降低了对工人操作技术的要求,因此焊接质量稳定;能够极大提高劳动生产率,焊接机器人响应时间短,动作迅速,这个速度远远高于手工焊接,以8000m3的油气储罐为例,机器人焊接效率可以比手工焊接提高3到5倍,机器人永远不会累。第三点,可以有效降低企业成本。一台机器人可以替代数名产业工人,一天可24小时连续生产,成本降低的更加明显。此外,还可以缩短产品改型换代的周期,减小相应的设备投资。焊接机器人可实现小批量产品的焊接自动化。机器人与专机的最大区别就是可以通过修改程序以适应不同工件的生产。最关键的一点是,极大地改善了焊工的工作环境,密闭高温的焊接空间,温度最高可达200℃以上,焊工们戴着防毒面具和焊帽,很容易发生眩晕。伴随焊接有害气体四处飘散,金属灰尘无孔不入,尘肺病等职业病威胁着每一位焊接工人的身体。采用机器人焊接,工人只需要装卸工件,远离了焊接弧光、烟雾和灰尘等,使工人从高强度的体力劳动中解脱出来。这是件功德无量的事情。

         经过两年的努力,“无轨导全位置爬行焊接机器人”已经在一期工程投资365亿的国家重点项目--中石化中科炼化一体化湛江项目上得到应用,经检测焊缝质量验收标准一次性合格率达到98%以上,焊接精度高于行业相关标准,而工作效率比传统的人工焊接提高5倍以上,深受客户好评。相信随着焊接机器人产品的迭代,将陆续进入到石油化工、船舶制造、核电、能源等众多重要领域。

     据调查测算,上述四个领域自动化焊接需求量可达千亿元以上,市场前景非常广阔。