船舶制造焊接机器人应用关键技术

为总结上海外高桥造船有限公司在智能焊接系统项目中积累的经验,对比该项目中2套小组立焊接机器人系统在调试和使用过程中与人工焊接的区别。重点分析模型信息采集技术、焊接路径与焊枪位姿的选择、焊接工艺和流水线的集成等关键技术。结果表明,小组立机器人采用"现场采集+自动识别"模式比采用"3D模型导入+离线编程"模式更好,有助于为后续智能制造项目的顺利推进做好技术储备。     

船体小组立机器人焊接三维扫描识别系统设计

针对船体小组立结构件，基于三维点云数据，利用点云和图像处理算法，完成船体小组立结构件的三维扫描、焊缝识别和焊缝拓扑结构分析。基于片体智能化焊接流水线，构建船体小组立机器人焊接三维扫描识别系统。该系统具备对一般筋板类型结构件与交叉类型结构件的焊前扫描、焊缝识别、机器人焊接路径规划和机器人焊接作业生成等功能，经实际验证，可为片体智能焊接流水线实现船体小组立结构件智能化焊接提供准确的视觉信息与作业信息。     

小组立生产线技术研究

在船舶生产制造过程中,小组立作为船舶零部件的最小单元对其进行归类划分,建立小组立智能流水线,对实现船舶智能化生产具有重要意义。文章研究了在船舶建造中,缩短前道工序的作业时间,做好组立阶段先行小组立的部材装配和焊接,以提高小组立生产效率,减小工人负担。可作为小组立生产线施工作业指导,也可以为其他同行提供借鉴和参考。     

船舶小组立复杂结构智能焊接装备应用方案

为提升船舶企业焊接自动化率,研究面向机器人焊接的小组立三维结构模型处理、复杂结构机器人焊接仿真、复杂结构焊接工艺数据库等关键技术,以提高船舶部件的焊接效率和质量。明确船舶小组立复杂结构智能焊接装备应用方案:针对加工对象梳理焊接流程;利用软件建立工艺数据库以实现焊接数据处理;完成控制系统设计和总体结构优化。利用该方案构建的智能焊接装备在船厂得到应用。实践证明,该方案具有较强的可实施性。     

大口径直管焊接自动化设备研制

为了提高生产效率,保证生产节点,降低劳动强度,利用船厂现有资源和技术对管系焊接工艺进行改进,建立大口径直管焊接流水线、大口径管小组立焊接,以及大口径管对接焊缝工装,有效提高了大口径管子焊接效率以及焊接质量,同时降低了现场施工的劳动难度,提高了自动化水平。     

面向智能焊接生产线的船体中小组立特征分析

针对船体中小组立数量庞大、结构类型和尺寸规格各异,智能焊接技术尚不能满足所有类型组立结构焊接需求等问题,以某型集装箱船为例,结合智能焊接技术现状,对全船所有中小组立进行分类成组,分析组立结构形式、尺寸范围、结构重量、物量等特征,确定适合使用焊接生产线制造的具体组立特征要求,开展生产线产能物量分析表明,实现物量与产能的平衡。     

船体小组立自适应路径规划系统

通过对船舶小组立产线中机器人焊接系统的技术水平分析,研究小组立产线的科学排产、节拍控制和工艺匹配等技术,论证机器人船体小组立自适应控制方法对比和结构件特征参数化定义技术,分析视觉识别和路径规划作业后处理技术方法,并进行实验论证,为船体小组立生产线智能化升级提供可以借鉴的方向与思路,为船舶建造智能化转型建设积累实践和技术经验。     

小组立机器人装焊生产线总体设计研究

基于典型小组立工件的生产纲领,分析小组立工件的加工工艺,制订详细的加工工艺路线,对小组立机器人装焊生产线的工位进行总体布置设计。依据典型工件的生产纲领,从组成设备和系统集成控制2个方面对焊接机器人工作站进行设计研究。从生产节拍、工作人数、产品质量、生产连续性和生产管理等5个方面对小组立机器人装焊生产线与传统小组立生产方式进行对比分析。结果表明:相对于传统小组立生产方式,小组立机器人装焊生产线的生产效率更高,所需人数更少,产品质量更稳定、更优异;同时,具有生产连续性好、生产管理更智能化等特点,能达到提高生产效率、降低人数、改善焊接质量的目标,使小组立工件生产形成规模化、高效化和批量化的智能制造模式。     

面向机器人应用的船体焊接工艺设计技术体系

介绍船体焊接工艺设计技术体系实现的总体思路,阐述工艺模型特征参数化定义技术、工艺模型特征参数采集技术、工艺匹配技术、作业后处理技术、执行过程自适应调整技术,并在中小组立智能焊接系统中进行应用,有效提升船体焊接质量和效率。该技术体系可为后续同类船体焊接提供工艺设计思路。     

船体平面分段智能制造流水线工艺装备技术

针对船厂对船体平面分段结构优质、高效制造的技术需求,以船体平面分段中间产品加工为功能对象,进行船体平面分段智能制造流水线装备的研发制造,突破流水线总体设计、智能化焊接、系统集成控制等关键技术,形成一条包含拼板装焊、纵骨装焊、中组立制造等多工位的智能化流水生产线。通过工程应用实现船体平面分段由传统生产模式向以智能装备为标识的智能制造模式转变,可显著提高船体结构加工制造技术水平。     

船用T型材自动焊接生产线的设计与应用

为提升船舶制造过程的自动化和智能化水平,对船舶智能制造模式进行研究。针对船用T型材大批量生产、流水线作业涉及的焊接生产线,基于合理的工艺设计和工序布局,采用自适应、自控制的工艺装备(如组立机、门式焊接机等),匹配与其相适应的自动化输送装置,建立生产线管理系统平台,对各工位设备信息进行收集处理,从而实现产品传输、变位、装配和焊接全过程的自动化,以及管理上的数字化,有效提高船厂T型材制造加工的生产效率和质量效益。     

船舶中小组立焊接机器人的发展与应用现状

焊接作为船舶和海工装备建造的关键技术，中小组立部件是船舶装配的重要对象，加大对中小组立焊接机器人的发展与应用是进行船舶智能制造的重要一步。为了更加全面的了解船舶中小组立焊接机器人，文章介绍了其在国内外的发展及其关键技术，中小组立机器人将多学科技术融入具备不同特征的中小组立生产中，在保证产品质量一致性的同时提高造船厂自动化生产效率，实现高效造船。     

船体小组立特征提取的机器视觉方法与实现

为了实现无先验信息、无人工决策干预的船体小组立智能制造,采用机器视觉技术来实现小组立表面特征提取与定位。根据船体小组立智能生产线自动焊接定位的需求,设计对小组立工件激光扫描点云进行识别与提取的机器视觉方法,从降低复杂度和运算时间的角度对算法进行了优化,并开发了相应软件。通过不同小组立工件特征提取与定位实验,验证了本文算法在无先验信息、无人工干预、工件随机摆放条件下的可靠性,表明本文所介绍的机器视觉方法能够适应船体构件种类多、非标准件比例高、装配位置随机的特点,为船体智能制造实现提供支持。     

面向智能制造的船舶小组立中间产品工艺路线

针对传统的船舶小组立制造工艺路线,简述小组立中间产品概念,提出小组立工艺路线智能化改进的原则和方法,构建小组立智能生产线.重点阐述小组立智能生产线各工位的功能及作业流程,详细解析小组立智能生产线的关键技术,为提高船舶小组立制造的效率和质量提供有效支撑.     

机器人生产线在船舶智能制造中的应用研究

结合国内首个船舶智能制造试点示范项目,对机器人生产线如小组立机器人焊接生产线等的应用情况进行梳理分析,包括工艺流程及布置、生产模式对比改进、提质增效和人员减配等,为船舶智能制造发展建设提供参考。     

面向智能制造的焊接工艺模型设计

为了满足智能焊接制造对焊接工艺模型数据的需求,通过分析船体建造智能焊接工艺设计要求,重构了焊接工艺模型属性信息;基于SPD船体构件设计和建模数据,提出了自动焊缝创建算法;利用SQL数据库存储技术和SPD数据索引文件接口技术,提出了焊接几何模型和焊接工艺模型分离存储的技术方案;最终构建了面向智能制造的焊接工艺模型,并同时形成了焊接工艺模型自动生成接口和存储框架。     

中小型船舶焊接变形控制工艺设计

为减少焊接变形对建造精度、质量和周期影响,结合薄板、中厚板焊后的变形特点,以及中小型船舶建造过程中各阶段的特点,通过对小组立,中、大组立,总组及搭载等阶段中焊接变形实船记录,找出船板选择、船体分段划分、坡口设计、装配及工装、焊接试验、焊接工艺设计、焊接顺序等对焊接变形产生影响的因素。结果表明应在设计阶段考虑焊接变形控制,从而解决船体构件焊接后变形复杂、矫正困难和精度偏差大的难点,为后续中小型船舶建造从焊接工艺设计进行预防和控制焊接变形提供经验。     

面向智能制造的分段小组立工位制节拍化生产模式

工位制节拍化生产模式是船舶分段建造阶段实现智能制造的有效方式之一,为充分研究论证工位制节拍化生产模式在分段建造环节应用的可行性,特选取分段小组立流水线开展相关研究和试验论证工作。通过开展一系列试验,规范和固化分段小组立施工工艺和标准作业时长,有效提高分段小组立流水线单位面积的产量。试验结果表明,工位制节拍化生产模式是有效提升分段建造效率的重要途径之一,需基于标准化作业和准时化需求配送来实现,仅完成单个环节的改造无法充分体现工位制节拍化生产模式的应用效果。     

小组立智能制造物联系统的研发与应用

以船舶建造中的小组立制造为研究对象,将智能制造的物联网技术应用在其整个生产过程中,优化制造流程,形成全过程物料跟踪、产品质量追溯,落实智能物联标识技术的编码标准、交换规范,推动智能制造关键技术在船舶制造领域的示范应用。通过建立信息交互中心并整合物联技术,将原来机—人—机的信息交互模式转变为设备间无缝连接的信息交互模式,并通过应用自动化设备替代施工人员进行零件信息的标识,从而有效减少人为因素的影响,提高信息传递的及时性和正确性与小组立制作物料及其物流配送的效率,使小组立制作周期缩短约10%。     

面向船体复杂工件的机器人自适应焊接技术

分析船舶智能焊接装备自适应焊接技术的研究背景.针对在船体加工过程中产生的误差,从工件定位、焊缝定位和焊接跟踪等方向介绍机器人自适应焊接的解决方案.结合门架式中组立智能焊接装备实践,为后续同类型智能装备提供自适应焊接设计参考.