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文章附图



     随着我国装备制造业的快速发展,国内焊接制造领域的巨大需求和严重短缺的人力资源已经成为基础制造业的瓶颈,而现有发达国家的研发产品造价高昂,并不适合国内产业发展现状,研发智能焊接解决设备将成为破解国内焊接发展困境的核心。


国内离散化焊接现状

工作环境异常恶劣,劳动强度高

焊工成本高、效率低,质量难以控制

45岁以上占70%,难以持续发展


现有焊接机器人工业应用痛点


来料尺寸不均一,焊接过程热变形,易产生静/动态偏差

程序化编程难以适应复杂多变的焊接需求

无法实现闭环控制,需大量人工干预


研究院于2018年联合固高科技、湖南大学等多家单位共同发起成立焊接机器人创新应用中心,将智能焊接装备核心关键技术作为主攻方向,针对工程机械、海工装备、运输设备、建筑工程、汽车制造等典型领域内离散制造场景,提供完全自主可控的智能焊接柔性制造系统解决方案。



核心技术图谱
    慧眼焊接机器人系统集运动控制、三维视觉、数字孪生及离线编程于一体,从工序流程、功能设定和实现效果三方面梳理机器人的使用场景和实际工况,**限度的发掘和释放焊接机器人的使用潜能,推进焊接机器人的二次自我迭代,建立真正适合中国工厂生产现状的焊接机器人系统。
01

运动控制,提高焊接质量和稳定性

     借鉴熟练焊工运用手法控制焊接熔池的方式,开发专项焊接运动路径和姿态路径,建立焊缝特征与运动轨迹间的专家系统,基于焊接熔池机理研究和焊工现场经验,开发专家级焊接工艺库,通过人工智能算法优化工艺参数,有效提升机器人焊接质量和稳定性。

02

三维视觉,实现高精度、高速度识别

     焊缝识别专项视觉系统:通过激光线扫视觉实现高精度三维逆向建模,定向开发点云识别算法生成**焊接轨迹路线,扫描速度可达1m/s,识别精度0.2mm。大视场三维重构识别系统:基于结构光与双目视觉,开发米级大视场三维空间快速重构识别系统,识别精度1mm,视场范围大于2米。

03

数字孪生,实现远程监控与预测

     搭载云平台,进行实时数据采集与分析、焊缝质量检测,实现秒级数字孪生工业应用,实时设备状态检测,数据延迟小于1s,远程决策干预小于2s,达到高效准确地远程监控与预测。

离线编程,提升柔性自动化程度


04

离线编程,提升柔性自动化程度

      自主开发新型机器人离线编程功能,实现三维模型目标焊缝提取,智能规划视觉扫描和焊接运动路径与姿态,大幅度简化示教编程工作。在云平台基础上搭建开发和生产环境,快速实现多轴多机多运动系统协同作业,提升生产现场的柔性自动化程度。



应用案例



01
塔式起重机片式标准节机器人焊接系统

image.png


加工效率:带踏步50min/根,不带踏步26min/根

所需配套工人数量:上下料4台/人,技术员10台/1人。

产品合格率相比于人工,提升60%;加工效率相比于人工,提升30%




02
塔式起重机整体式标准节机器人焊接系统

image.png

加工效率:20min/根

所需配套工人数量:上下料3台/人,技术员5台/1人。

产品合格率相比于人工,提升60%;加工效率相比于人工,提升20%





结 语】

     

     作为设备制造业里的一支强劲力量,创新应用中心将持续以关键技术研发成果培育转化智慧工厂生态体系搭建为主攻方向,不断拓展在智能装备柔性定制工艺流程再造创新应用型人才培养等方面的专业服务能力,孕育适合地方特色的制造服务业,打造全新智能制造生态体系。

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