學(xué)生研制“蜘蛛一號(hào)” 讓焊接更智能，效率高10倍
本報(bào)記者 過國(guó)忠 通訊員 雷 寧
10月22日，科技日?qǐng)?bào)記者從常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院獲悉，由該校智能制造學(xué)院、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院師生聯(lián)合組成的項(xiàng)目組，通過自主研發(fā)和系統(tǒng)集成，研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“蜘蛛一號(hào)”小型焊接機(jī)器人，有效解決了焊接工序智能化改造中操作難、精度低、成本高的難題。日前，該項(xiàng)目獲得了第七屆中國(guó)國(guó)際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽總決賽金獎(jiǎng)。
該校智能制造學(xué)院教授李瑋副介紹，制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)過程中，國(guó)內(nèi)眾多中小微金屬加工制造類企業(yè)面臨焊接工序智能化改造難題。市場(chǎng)上多數(shù)焊接機(jī)器人或是通過工人操控機(jī)器人手柄目測(cè)設(shè)置焊接軌跡，焊接精度較低；或是通過離線編程控制，準(zhǔn)入門檻較高，設(shè)置焊接軌跡時(shí)間長(zhǎng)、效率低，且多為閉源系統(tǒng)，部署成本高。
為解決這些難題，該項(xiàng)目組召集了來自物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、焊接制造等專業(yè)的8名學(xué)生隊(duì)員，自主研發(fā)了對(duì)象級(jí)的路徑規(guī)劃自學(xué)習(xí)編程技術(shù)，通過采集手動(dòng)控制焊槍沿焊縫移動(dòng)的軌跡，信號(hào)采用優(yōu)化的“導(dǎo)納”控制算法，自動(dòng)記憶并生成控制程序，不僅實(shí)現(xiàn)操作零門檻，還將操作效率提高了10倍以上。
“我們重點(diǎn)針對(duì)非標(biāo)件焊接的差異性，設(shè)計(jì)了一種加速度連續(xù)的高效樣條曲線插補(bǔ)法，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡的精準(zhǔn)、平滑、高效實(shí)施，使位置重復(fù)精度可以媲美同級(jí)別的國(guó)外進(jìn)口焊接機(jī)器人。自主研發(fā)的多接口融合技術(shù)配合開源系統(tǒng)，使產(chǎn)品可以靈活的與車間內(nèi)原有的行車、AGV小車、運(yùn)輸軌道完美融合，滿足不同生產(chǎn)場(chǎng)景的需求，極大地降低了部署成本?！痹撔?chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院副教授仇志海說。
團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、物聯(lián)網(wǎng)1921班學(xué)生黃志宇告訴記者，操作者只需拿著“蜘蛛一號(hào)”小型焊機(jī)器人的機(jī)械臂，圍著需要焊接的部位走上一圈，機(jī)器人就可以在這個(gè)過程中自主學(xué)習(xí)、自動(dòng)編程、自行完成焊接，且平均60秒就可以快速設(shè)置焊接軌跡，從而解決實(shí)際工作場(chǎng)景中因頻繁切換焊接工件導(dǎo)致工作效率低的問題。
“‘蜘蛛一號(hào)’在中國(guó)航天晨光集團(tuán)飛機(jī)異形特種零部件焊接測(cè)試中，將產(chǎn)品的合格率提升了7%，焊接周期縮短了15天?！痹撔Ｖ悄苤圃鞂W(xué)院博士生郭發(fā)勇說，無(wú)論直線焊、圓弧焊還是組合焊縫，“蜘蛛一號(hào)”都可以避免現(xiàn)有焊接機(jī)器人常見的不良焊縫問題。
記者了解到，目前，“蜘蛛一號(hào)”小型焊接機(jī)器人已經(jīng)通過相關(guān)部門質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)，機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)均符合焊接機(jī)器人技術(shù)條件規(guī)定。 【編輯:陳海峰】
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