項目概況

目前，國內(nèi)外大量應(yīng)用弧焊機器人系統(tǒng)從整體上看基本都屬第一代或準二代焊接機器人系統(tǒng)。由于焊接路徑和焊接參數(shù)是根據(jù)實際作業(yè)條件預(yù)先設(shè)置的，在焊接時缺少外部信息傳感和實時調(diào)整控制功能，這類弧焊機器人一般不能應(yīng)對焊接作業(yè)條件嚴格的穩(wěn)定性要求，焊接時缺乏“柔性”，表現(xiàn)出明顯的缺點。在實際弧焊過程中，焊接條件是經(jīng)常變化的，如加工和裝配等誤差會造成焊縫位置和尺寸的變化，焊接過程中工件受熱及散熱條件改變會造成焊道變形和熔透不均。

為克服機器人焊接過程中各種不確定性因素對焊接質(zhì)量的影響，提高機器人作業(yè)智能化水平和工作的可靠性，要求弧焊機器人系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)焊接參數(shù)的在線調(diào)整，且能實現(xiàn)焊縫的自動實時跟蹤。已完成鋁鎂硅合金框架弧焊機器人柔性工作站焊縫智能跟蹤與圖象處理技術(shù)，使企業(yè)塞拉門設(shè)計制造的技術(shù)水平達國際先進水平。

本項目具有國際先進水平，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。

主要特點

已完成的項目，塞拉門框架的材料為鋁鎂硅合金，材料特殊、框架尺寸較大，焊點多而短、焊接質(zhì)量要求高，故解決柔性夾具設(shè)計、實現(xiàn)兩面焊接、滿足多系列多規(guī)格門框尺寸的要求是體現(xiàn)了成果的先進性；鋁鎂硅合金框架弧焊機器人柔性工作站所包括的柔性夾具、焊縫智能跟蹤與圖象處理技術(shù)，使企業(yè)塞拉門設(shè)計制造的技術(shù)水平達國際先進水平，體現(xiàn)了成果的創(chuàng)造性。

技術(shù)指標

國內(nèi)城市軌道車輛、高速列車的迅猛發(fā)展使得城軌門生產(chǎn)逐年猛增，品種不斷翻新，但鋁鎂硅合金框架等主要零部件仍為手工焊接。由于手工焊接依賴于工人的技術(shù)水平，效率低，焊接質(zhì)量欠佳，優(yōu)質(zhì)品率低，是制約我國城軌門產(chǎn)品升級的關(guān)鍵技術(shù)。

首選企業(yè)的高精度焊件達到：焊縫識別誤差 600×600 像素， ±0.25mm，±0.20mm；焊槍姿態(tài)誤差，±0.045mm，±0.040mm；其它誤差（包括焊絲變形誤差、工件熱變形誤差、焊接電流誤差等），±0.030mm，±0.020mm；視覺跟蹤綜合誤差，±0.5mm，±0.35mm。

市場前景

成果實施后使用單位使用前手工焊接的 1.2 萬件/年，達到 4 萬件。按人工焊接生產(chǎn)水平，支出費用為 72 萬×3.5=252 萬，機器人的投入成本 1 年半內(nèi)可收回，且可滿足使用單位近 3-5 年的發(fā)展需求。

按近幾年使用單位產(chǎn)品產(chǎn)量的增長速度，2009-2010 年產(chǎn)量可達 5.5 萬件，2 臺機器人工作站每年可生產(chǎn) 5.68 萬件，完全滿足生產(chǎn)要求。若仍用人工焊接則成本支出為 72 萬×4.6=331.2 萬元，而機器人工作臺投入費用為零。企業(yè)每年可新增產(chǎn)值 4-5 億元，利稅1.2-1.5 億元。

市場應(yīng)用方面已具備推廣應(yīng)用的基本條件，該成果的完成，不僅可以提升企業(yè)高精度特材焊件設(shè)計制造的技術(shù)水平，提高企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力和提升產(chǎn)業(yè)集聚度，使產(chǎn)品達同行業(yè)國內(nèi)領(lǐng)先或國際先進水平，且可成為企業(yè)現(xiàn)代先進制造工藝與裝備工程應(yīng)用的一個亮點。通過開發(fā)研制，真正體現(xiàn)了產(chǎn)學(xué)研合作的現(xiàn)代高等教育理念，在高校和企業(yè)中鍛煉出一批機器人研制方面、具有實戰(zhàn)經(jīng)驗的科技人才。