常州工程职院研制出 “蜘蛛一号”小型焊接机器人,破解焊接工序智能化改造难题
技术讲堂 2021-10-20 来源:科技日报
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记者10月19日从常州工程职业技术学院获悉,由该校智能制造学院、创新创业学院师生联合组成项目组,通过自主研发和系统集成,研制出具有自主知识产权的“蜘蛛一号”小型焊接机器人,有效解决了焊接工序智能化改造中操作难、精度低、成本高难题。日前,该项目获第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛总决赛金奖。

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常州工程职业技术学院供图

该校智能制造学院李玮副教授介绍,制造业智能化转型升级中,国内众多中小微金属加工制造类企业面临焊接工序智能化改造难题。市场上多数焊接机器人一是通过操控机器人手柄目测设置焊接轨迹,精度低;二是通过离线编程控制,准入门槛高,设置轨迹时间长、效率低,且多为闭源系统,部署成本高。

去年来,为解决这些难题,项目组召集了分别来自物联网技术、电气自动化技术、焊接制造等专业的8名学生队员,自主研发了对象级的路径规划自学习编程技术,通过采集手动控制焊枪沿焊缝移动的轨迹,信号采用优化的“导纳”控制算法,自动记忆,并生成控制程序,不仅实现操作零门槛,还将操作效率提高10倍以上。

“我们重点针对非标件焊接的差异性,设计了一种加速度连续的高效样条曲线插补法,实现复杂运动轨迹的精准、平滑、高效,使精度可以媲美同级别的国外进口焊接机器人。自主研发多接口融合技术配合开源系统,使产品可以灵活的与车间内原有的行车、AGV小车、运输轨道完美融合,满足不同生产场景的需求,极大地降低了部署成本。”创新创业学院仇志海副教授说。

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常州工程职业技术学院供图

该团队负责人、物联网1921班黄志宇告诉记者,“蜘蛛一号”小型焊机器人,操作者只需拿着机械臂围着需要焊接的部位走上一圈,机器人就可以在这个过程中自主学习、自动编程、自行完成焊接,操作人员无需编程平均60秒就可以快速设置焊接轨迹,从而解决实际工作场景中频繁切换焊接工件效率低的问题。

“‘蜘蛛一号’在中国航天晨光集团飞机异形特种零部件焊接测试中,将产品的合格率提升了7%,焊接周期缩短了15天。”该校智能制造学院郭发勇博士说,无论直线焊、圆弧焊还是组合焊缝,“蜘蛛一号”都可以解决现有焊接机器人常见的不良焊缝问题。

记者了解到,目前,蜘蛛一号”小型焊机器人已经通过相关部门质量监督检验,机械系统、控制系统、人机交互系统均符合焊接机器人技术条件规定。

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