海洋工程结构智能焊接分析.pdf

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1、第46卷船海工程Vo1．462017年7月SHIP＆OCEANENGINEERINGJu1．2017海洋工程结构智能焊接分析冯博学(招商局重工(深圳)有限公司，广东深圳518054)摘要：围绕海洋工程结构智能制造，阐述目前船厂在引进智能焊接设备方面的特点，总结施工现状，列出重点跟踪的核心因素，对焊接行程规划、焊接实时修正、焊接质量保障等方面进行分析，从成本、效率、质量的角度阐述智能制造在海工企业中的重要性和必要性。关键词：海工制造；焊接；智能；焊接质量中图分类号：U671．8文献标志码：A文章编号：1671—7953(2017)S1-0081-02海洋工程项目不同于常规船舶项目，其特点1

2、．2典型焊接位置处理为形式多样且没有系列产品，每个项目基本为单应关注典型位置的处理方式，在包角焊、合拢船，即使有同等船型，也会因船东等方面的不同要缓焊、角隅处等焊接死角、间断焊等典型位置重点求而导致船体结构各异，且其内部结构复杂多样。关注机器人处理方式。无论是设计模型导入还是在机器人智能焊接方面会倾向于设计模型数据导现场视觉扫描，均无法识别包角焊和合拢缓焊位入或现场视觉扫描编程两种类型，而不会采用现置信息，机器人编程过程中需智能加入此过程，以场示教等焊接程序可以重复性利用的类型。国内及双机器人联动情况下的机器人分工。角隅等焊已有很多厂家和研究中心开发了船体结构方面的接死角和过焊孔等位置的

3、包角需要重点关注，此智能焊接机器人_】，但部分国外较为成熟的产情况下最能体现焊接路径规划设计水平。典型过品，尚未在海工制造船厂大规模应用。无论是设焊孔位置处的包角见图1，端部缓焊区域见图2。计模型数据导入还是现场视觉扫描，目前在编程t／"技术方面国内外设计水平均已成熟，因此，对于目前处于摸索阶段的海工制造企业来说，在智能焊j]，．接方面的重点关注因素是焊接行程优化、现场修正和焊接质量等J。以下阐述智能焊接机器人包角工作特点和船厂最应该关注的核心问题。图1典型过焊孑L位置处的包角1焊接行程规划J1．1焊接路径、焊接行程规划类似于自动套料编程。编程的／／1实现比较简单，但船厂应详细关注优化程

4、度和工作效率，可结合船厂施工经验，分析行程规划的合图2端部缓焊区域理，以判断自动编程过程的优劣程度。设备的自2焊接过程中的修正动编程尽量采用自动完成，最终给予几条最优路径供施工选择，同时开放外部编辑接口，以便在特海洋工程项目中，结构形式多而复杂，且板材殊施工条件下可由施工人员现场调节。普遍较薄，装配过程中结构通常会产生小幅变形，以普通角焊缝为例，有可能产生部分位置倾斜，焊接间隙过大或间隙不均匀(见图3)会直接影响焊收稿日期：2017—03—01修回日期：2017—04—25接质量，严重时会造成焊枪熄火。施工装配误差第一作者：冯博学(1984一)，男，学士，助理工程师是不可避免的，机器人智

5、能焊接必须要适应此种研究方向：海工结构设计与施工普遍现象，可以设置装配标准，误差在一定范围内8】20717月年冯博学：海洋工程结构智能焊接分析船海_T程第46卷通过视觉、激光或红外跟踪进行实时修正，调整焊表1焊接参数追踪表接角度、焊接速度等情况以保证焊角和质量。焊角装配角度装配间隙墁焊接焊接焊枪／mm／(。)／mm电流速度摆动实时修正过程应该为自动控制的核心因素，虽然对于自动化控制实时修正可以实现，但修正结果和最终达到的焊接质量还有待检验，需重点关注焊缝性能，焊角是否与要求相当等。国内大部分船厂都以节能减排为核心工作，人工成本、工作效率和资源利用率是目前船厂节能降本的核心因素。综合以上几

6、点核心因素，在所有条件全部满a)倾斜b)间隙足的情况下，再进行详细而周密的现场施工试验，图3装配误差现象反复调试，方可正式投人生产J。3焊接质量4结论焊接质量是智能焊接最终是否成功的衡量标智能制造初期阶段是需要不断研究和摸索的阶段，尽管会花费一定的时间，但投人使用后带来准。目前部分设备制造商存在的误区便是着重研究行程规划而疏忽焊接质量。合理的行程，实时、的价值相当可观，比如焊接成本、人工成本大幅降低，焊接效率和焊接稳定性显著提高，焊接质量的准确的修正和精确的定位是焊接质量保障的必要条件，同时在满足以上条件的前提下，调整焊机有效保障等。因此，尽管需要经历漫长的过程，海工企业仍然在智能制造的

7、路上不断前行。的焊接参数，在这方面借鉴人工焊接的同时又需要区分人工焊接。工人焊接过程中虽然效率低于参考文献机器人，但在智能和实时调整方面远高于机器人。[1]王恩浩．焊接机器人技术现状与发展趋势[J]．中阁需要根据实际装配情况等现场因素，做到路径、角高新技术企业，2014(17)：9-10．度、电流、速度、摆动等各方面因素均选用最合理[2]陈华斌．机器人焊接智能化技术与研究现状[J]．电方案，才能达到较高的焊接质量J。这是一个反焊机，