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。     

小组立智能流水线关键技术分析

对国内外小组立智能流水线进行分析,从小组立生产流程前期设计和流水线控制系统等方面对小组立智能流水线关键技术进行分析。基于离线编程,对小组立模型导入和数据转换进行分析;通过分析焊接工艺参数,为焊接工艺库提供数据支持;通过对机器人传感技术的研究,分析工件定位、焊缝跟踪等技术。通过仿真验证建立流水线的可行性,为建立小组立智能流水线提供参考。     

船舶中组立结构机器人焊接工艺参数规划

针对船舶中组立结构机器人焊接工艺参数规划的问题，对设计软件导出的工件及焊缝信息进行处理，构建机器人焊接工艺数据库，对焊缝特征进行智能化识别，完成基于特征的焊缝焊接工艺匹配。机器人焊接工艺参数规划可有效提升复杂情况下的船舶中组立结构焊接程序规划设计效率。     

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。     

船舶小组立装焊作业单元CPS系统研究与应用

当前船厂小组立装焊作业过程存在作业任务信息无法直接传递至现场,现场实际执行的状态信息无法及时反馈等问题,导致装焊作业混乱、装焊效率低下.为了解决上述问题,针对船舶小组立装焊作业单元进行研究,构建基于信息物理融合(CPS)的智能制造系统.首先分析了小组立装焊作业流程;然后梳理了装焊作业任务数据,构建了小组立装焊作业数据模型,并在此基础上,完成了基于物联网的CPS框架设计以及系统功能开发,实现了对装焊作业过程的有效监控;最后将该系统应用于某船厂小组立装焊现场,有效规范了装焊作业过程,提高了装焊效率.     

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。     

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。     

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。     

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。     

面向船舶小组立的门式机器人焊接系统应用

整理焊接机器人软硬件的发展情况。通过与传统制造过程的生产效率对比,论述门式机器人焊接系统在船舶小组立中的应用优势,梳理该系统的应用难题,并提出该系统的发展方向,为船舶制造在精益生产、智能制造、数字化/自动化/集成化方面补齐短板。     

Q690E高强钢窄间隙MAG立焊工艺

针对海洋平台桩腿齿条板传统焊接质量稳定性差和生产效率低的现状,提出双面窄间隙MAG立焊新工艺。对双面窄间隙MAG立焊工艺过程进行说明,并与手工电弧焊工艺进行比较,最后进行双面窄间隙MAG立焊焊接试验。试验过程中针对试板双面焊接采用双机器人异步焊接方法保证焊接质量提升焊接效率。依据工艺评定规范AWS D1.1 2010,对焊接接头开展的工艺评定试验,评定结果表明双面窄间隙MAG立焊工艺满足规范要求,推进了双面窄间隙MAG立焊工艺应用于桩腿齿条板焊接的进程。     

船舶管件加工智能生产线的设计与实现

传统管件加工车间依靠工人进行劳动密集型加工、储运,对生产过程数据和质量数据缺乏必要的管控手段和技术。通过梳理工艺流程,并将智能制造理念与传统管件加工生产线现有的制造模式深度融合,设计一条面向中小管件柔性加工的管法兰焊接加工无人生产线。通过现场运行调试,实现管法兰焊接生产线的可靠、稳定运行,提高焊接质量和生产效率,满足企业的预期要求。     

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。     

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。     

船舶管件加工智能生产线的设计与实现

传统管件加工车间依靠工人的劳动密集型加工、储运,对生产过程数据以及质量数据缺乏必要的手段和技术进行管控和追溯。通过梳理工艺流程,并将智能制造理念与传统管加生产线现有制造模式深度融合,设计了一条面向中小管件柔性加工的管法兰焊接加工无人生产线,经过现场运行调试,实现了管法兰焊接生产线的可靠稳固运行,提高了焊接质量和生产效率,满足了企业的预期要求。     

自升式钻井平台桩腿齿条窄间隙机器人自动立焊工艺研究

随着先进制造技术的发展,机器人焊接逐步取代手工焊已成为工程装备行业发展的必然趋势。本文采用一种新型窄间隙机器人自动立焊系统代替传统手工电弧焊,研究一种178mm超厚桩腿齿条板双面同时立焊对接工艺。试验结果分析表明,选用合理的焊接工艺,机器人自动立焊系统在实现良好的齿条板自动化对接的同时,焊缝成形美观,综合力学性能良好。与传统手工电弧焊对接工艺相比,生产效率得到了极大的提高。     

槽型隔舱壁生产工艺的改进与优化

18万t散货船槽型隔舱壁传统的冷弯制作流程为1张板压1次,冷加工后再拼版,单个分段装配工时及单个分段焊接工时较长。改进的工艺采用21 m三辊弯板机轧制有板厚差的槽型板,3张板(板长约15.2 m)压制1次,用先拼板后压工艺,不用定位排,为后道工序大组立采用高效焊接FAB新工艺,节省了大量的定位排及其装拆工时;焊接一次成型,减少了槽型板加工周期及大组立装焊时间,缩短大组立胎架周期,提高了生产效率。同时,针对槽型板表面压痕、起皱等质量问题以及成型精度等关键技术进行分析,从而总结出槽型舱壁的生产工艺与精度改善方案。     

多规则融合的船体小组立部件装焊作业调度算法

针对小组立装焊作业周期长、场地资源利用率偏低等问题。以最小化装焊作业完工时间为目标,考虑了装焊过程中的先序约束,人力资源约束和场地空间资源约束,建立小组立装焊作业的调度模型；设计了多规则融合的船体小组立部件装焊作业调度算法；利用最化小总时差规则优化装焊任务序列,利用最短可用模式规则优化任务的工人分配,利用改进的初始配置规则与最大化残余空间利用率规则优化小组立装焊的空间布置。最后,从实际船舶制造过程中收集的数据进行验证,结果表明,装焊作业完工时间缩短了21%,证明了该算法的有效性     

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。