盛世機械智能機器人焊接系統檢視原始碼討論檢視歷史

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盛世機械智能機器人焊接系統山東一唯自動化有限公司，由教育部長江學者獎勵計劃青年學者李文龍博士、哈爾濱工業大學唐文彥博士攜世界500強高管團隊，於2020年在棗莊市台兒莊區註冊成立。公司擁有「大尺寸幾何體在線測量」、「機器人打磨」兩項核心技術，主要從事機器人自動化系統集成、工業自動化設備、測量設備及測量系統集成等高端技術裝備的研發及工程應用。

公司投資建設了「山東一唯智能製造聯合研發中心」、「機器人打磨技術及裝備重點研發實驗室」，組建了由李文龍教授領銜含6位博士的高素質研發團隊並獲得豐碩成果，截止目前公司已申請受理專利權24項，其中發明專利8項，機器人打磨實驗室及研發中心雙雙入選棗莊市新型研發機構和重點實驗室。

公司聚焦中國航天、中國中車、中國石油、中國石化、中國船舶五大核心客戶應用，在公司核心技術「機器人在線檢測」、「機器人打磨技術」研發成果的基礎上，進行工程化成果轉化，目前在「飛行器法蘭機器人裝配」、「高鐵蒙皮機器人製作」、「輸油氣螺旋鋼管綜合測量平台」、「艦船小部件機器人打磨」技術取得重大突破並取得國內空白。

目前公司與中石化簽署化工原料閥口袋包裝產線12條，噸包包裝線6條，即將與江南造船廠、中車青島四方研究所、中國航天一院簽署聯合研發合同；截至目前公司已簽署訂單2000萬，2021年產值預計達3000萬元。在2021年研發基礎上，2022年公司將在中石油、中國船舶、中國航天通過成果轉化，獲得訂單預計6000萬左右。

公司為山東先羅新型建材科技開發有限公司研發的機器人焊接產線，目前進入設備調試階段，其中管板焊、管管焊接是業界公認的技術難點，經過團隊技術攻關和工藝試驗，成功攻克了「機器人相貫線及管板焊接工藝」關鍵技術難點，並提取多項專利，達到國內機器人焊接先進水平。

公司先後為棗莊市15家知名製造企業提供了智能化解決方案及工程服務，獲得企業的高度認可，並被市智能製造促進中心選定為智能製造服務商。

系統包括智能管板機器人焊接系統、智能管管機器人焊接系統、激光導航引導下的智能機器人焊接系統，由18台工業機器人組成。系統採用了激光傳感器、激光焊縫跟蹤器、工業相機等採集設備進行數據採集，根據採集到的數據實時反饋到控制系統，控制系統根據反饋實時調整，達到對生產環節在線、實時的優化。系統包含了多個行業內首台套應用，有10餘項專利，其中包括發明專利4項。

1、智能管板機器人焊接系統

系統由智能儲料倉、動力輸送機、機器人焊接系統、工業相機、PLC控制程序等幾部分組成，是一套焊接效率高、焊接質量好的智能化機器人焊接系統

2、智能插管機器人焊接系統

該系統是由機器人焊接系統、自動反轉系統、PLC控制程序等幾大部分組成。該智能插管機器人焊接系統具備工作效率高、精度高、焊接質量好、焊縫一致性好等特點，很好的解決了人工焊接方式存在的問題

3、激光焊縫跟蹤器引導下的智能機器人焊接系統：

等於是給機器人裝上眼睛，精確引導焊槍自動焊接，從而實現與機器人控制系統實時通訊跟蹤焊縫進行焊接

1. 客戶背景

盛世機械主要從事於石膏粉生產線機械設備的生產、銷售及安裝調試，有上百名焊接工人，存在招工難、焊接質量差、效率低、人工成本高等問題，為了解決以上問題，盛世機械投入建設全自動焊接生產線

2.實施目標

整體效率提高400% 減掉80%焊接工人 提高焊接質量

3. 面臨挑戰

（1）智能管板機器人焊接系統： 如何實現500根鋼管自動上料、輸送 如何實現500根鋼管自動抓取、穿管如何解決焊接熱變形問題 如何解決500個焊接位置自動尋縫焊接問題

（2）智能插管機器人焊接系統 如何解決工件插管固定問題 如何解決工件焊接質量問題 如何解決工件翻轉問題

（3）基於激光導航下的智能機器人焊接系統： 如何適應工件工差問題 如何解決工件翻轉問題 如何實現工件自動尋位焊接問題

1. 方案介紹

（1）智能管板機器人焊接系統： 管板焊接不僅焊接接頭數量多，操作難度大，而且焊接質量要求高，手工或半自動焊接是依靠操作者肉眼的觀察和手工的調節來控制焊接過程，會造成焊接質量差、焊接效果不一致等情況發生，基於這種背景情況，山東一唯研發團隊不斷進行了試驗驗證，研發出了機器人相貫線及管板焊接系統，解決了機器人相貫線、管板焊接技術的痛點和難點。系統由智能儲料倉、動力輸送機、機器人焊接系統、工業相機、PLC控制程序等幾部分組成。根據工件及焊接工藝要求，焊接基本參數通過觸摸屏設定，採用觸摸屏實現初始定位精度調試,確定視覺傳感識別管孔中心並將位置信息傳遞給以PLC為控制核心的控制系統，引導焊接初始位置自動識別、焊接。實現了智能管板機器人焊接，使原來人工定位，人工控制焊接進程的焊接方式變為由步進電機驅動，視覺定位和焊接過程智能化化控制的一整套焊接設備。

（2）相貫線機器人焊接系統（管管焊接系統）： 插管焊接就是一根管子插到另外一根管子內，然後進行封口焊接，目前絕大多數都是人工來插管、焊接、翻轉、在焊接的形式來進行焊接，人工焊接存在焊接量大、工作時間長、效率低、對人體有害等問題，急需智能化焊接系統來解決問題，山東一唯研發團隊持續不斷的進行技術攻關，研發出了智能插管機器人焊接系統，該系統是由機器人焊接系統、自動反轉系統、PLC控制程序等幾大部分組成。由於焊接位置密集，機器人無法實現單次完成焊接，所以該項目採用了對頭接焊的方式，先焊一個半圓，然後通過變位機控制工件翻轉在對接焊另外一個半圓的方式進行焊接，實現了插管的智能化焊接，該智能插管機器人焊接系統具備工作效率高、精度高、焊接質量好、焊縫一致性好等特點，很好的解決了人工焊接方式存在的問題

(3)激光焊縫跟蹤器引導下的智能機器人焊接系統： 在很多情況下，工件及其裝配的精度和一致性不易滿足大型工件或大批量自動焊接生產的要求，其中還存在因過熱而導致的應力和變形的影響。因此，一旦遇到這些情況，就需要有自動跟蹤裝置，用來執行類似於手工焊中人眼與手的協調跟蹤與調節的功能。焊縫跟蹤傳感器主要由CCD相機、半導體激光器、激光保護鏡片、防飛濺擋板和風冷裝置組成，利用光學傳播與成像原理，得到激光掃描區域內各個點的位置信息，通過複雜的程序算法完成對常見焊縫的在線實時檢測。設備通過計算檢測到的焊縫與焊槍之間的偏差，輸出偏差數據，由運動執行機構實時糾正偏差，精確引導焊槍自動焊接，從而實現與機器人控制系統實時通訊跟蹤焊縫進行焊接，就等於是給機器人裝上眼睛，通過眼睛引導機器人進行智能化焊接。

2.功能設計

（1）智能管板機器人焊接系統： 焊接方式：機器人MAG焊、保護氣體80%Ar+20%CO2、焊絲直徑Φ1.2mm； 焊縫位置：全位置腳焊 產品類型：20萬噸冷卻藏、30萬噸熱風沸騰爐熱換管 實現鋼管自動上料、輸送、自動抓取、穿管 解決焊接熱變形問題，解決焊接位置自動尋縫焊接問題。

（2）智能插管機器人焊接系統： 焊接方式：機器人MAG焊、保護氣體80%Ar+20%CO2、焊絲直徑Φ1.2mm； 焊縫位置：全位置腳焊 產品類型：10-30萬噸蒸汽沸騰爐熱換管： 實現工件自動翻轉、焊接，翻轉角度360度

（3）基於激光導航下的智能機器人焊接系統： 焊接方式：機器人MAG焊、保護氣體80%Ar+20%CO2、焊絲直徑Φ1.2mm； 焊縫位置：全位置腳焊 產品類型：NE30/50/75/100提升機機殼、料斗，實現自動尋縫、變位翻轉、焊接。

3、技術實現：

智能管板機器人焊接系統： 系統由智能儲料倉、動力輸送機、自動穿管機構、機器人焊接系統、工業相機、PLC控制程序等幾部分組成，系統解決了人工焊接勞動強度大、效率低、焊接質量差等問題，效率提高了200%，焊接精度可以達到±0.5mm 智能插管焊接機器人系統： 系統是由機器人焊接系統、自動反轉系統、PLC控制程序等幾大部分組成。系統解決了人工焊接勞動強度大、效率低、焊接質量差等問題，效率提高了150%，焊接精度可以達到±0.5mm 基於激光導航下的智能機器人焊接系統： 系統是給機器人裝上眼睛，精確引導焊槍自動焊接，從而實現與機器人控制系統實時通訊跟蹤焊縫進行焊接，提高效率200%，焊接精度可以達到±0.5mm

4、安全及可靠性

系統設置急停及報警程序，各模塊設備配置狀態指示燈，系統工作狀態一目了然。方案布局模塊化設計，利於在不影響生產的情況下逐步推進自動化焊接產線進程。整體效率提高150%，提高焊接質量，減掉80%焊接工人，很大程度提高了人身安全和產品安全。

5、方案亮點

（1）先進的工業自動化裝備：包括六軸工業機器人、大負載變位機、機器人第七軸等應用

（2）高精度檢測測量設備：2D工業相機、激光焊縫傳感器等

（3）智能化控制系統：採用了激光傳感器、激光焊縫跟蹤器、工業相機等採集設備進行數據採集，根據採集到的數據實時反饋到控制系統，控制系統根據反饋實時調整，達到對生產環節在線、實時的優化。各智能生產系統均採用PLC控制，配備完整的電氣控制系統。

（4）完整的外圍輔助系統：系統配備安全圍欄、除塵系統等，解決安全、環保問題。