國內(nèi)首臺九軸全位置智能焊接機器人投用，邁出了中國石化管道焊接技術(shù)從自動化向智能化提升的第一步
田元武 文/圖
日前，煉化工程集團(tuán)十建公司和南京理工大學(xué)共同研發(fā)的國內(nèi)首臺九軸全位置智能焊接機器人在揚子石化煉油結(jié)構(gòu)調(diào)整項目中投入使用。這是中國石化工程建設(shè)史上首次應(yīng)用智能焊接機器人，填補了國內(nèi)石油化工制造安裝行業(yè)此項工藝技術(shù)的空白，實現(xiàn)了管道焊接技術(shù)從自動化到智能化的轉(zhuǎn)變。
如今，在近1000平方米的管道預(yù)制車間里，伴隨著規(guī)律的焊接聲，只有兩三個焊工來回走動查看，與以往數(shù)十人同時焊接、萬朵焊花綻放的場面形成了鮮明對比。這正是九軸全位置智能焊接機器人投入使用帶來的最直觀改變。
設(shè)計研發(fā)
石油化工、煤化工、油氣儲運等裝置設(shè)施的容器、管線形式復(fù)雜，規(guī)格、型號、材質(zhì)種類眾多，存在深冷、高溫、高壓、有毒、可燃等各類服役工況。在制造、安裝這些裝置設(shè)施的過程中，海量的焊接工作只能依靠傳統(tǒng)的手工焊接完成，不僅員工勞動強度大，而且存在安全質(zhì)量風(fēng)險。
為落實國家智能制造2025發(fā)展戰(zhàn)略，2020年7月，十建公司與南京理工大學(xué)達(dá)成合作，共同研發(fā)全位置智能焊接機器人。十建公司負(fù)責(zé)焊接工藝開發(fā)，南京理工大學(xué)提供技術(shù)支持。
歷經(jīng)8個階段的技術(shù)攻關(guān)、研發(fā)試驗，國內(nèi)首臺九軸全位置智能焊接機器人終于研發(fā)成功，并在揚子石化煉油結(jié)構(gòu)調(diào)整項目首次應(yīng)用，進(jìn)一步豐富了管道工廠化預(yù)制的應(yīng)用場景，使傳統(tǒng)管道施工從“二維”向“三維”深度預(yù)制中的自動焊得以實現(xiàn)，是管道預(yù)制工作中自動焊應(yīng)用的進(jìn)一步拓展。
九軸全位置智能焊接機器人的成功研發(fā)，實現(xiàn)了視覺識別、逆向重構(gòu)、軌跡規(guī)劃、軟件算法、數(shù)據(jù)應(yīng)用等行業(yè)前沿方向的技術(shù)儲備，為后續(xù)設(shè)備封頭弧形焊縫機器人、打底焊機器人、變位機 N軸機器人技術(shù)耦合等系列研發(fā)工作奠定了堅實基礎(chǔ)，也為當(dāng)前石化工程行業(yè)的機動焊、自動焊向智能焊邁進(jìn)開拓了思路。
實際應(yīng)用
機動焊設(shè)備對焊工的依賴度較高，現(xiàn)有的工業(yè)焊接機器人僅限于在水平位置的單層焊接，無法焊接工業(yè)裝置中的非標(biāo)準(zhǔn)管道。
九軸全位置智能焊接機器人打破了自動化焊接的慣常思維，實現(xiàn)了一鍵式智能焊接，在一定程度上緩解了用工緊張矛盾、降低了用工成本，并突破了目前國內(nèi)工業(yè)焊接機器人“水平位置、單層焊接”的局限，實現(xiàn)了全位置焊接，具有更廣泛的適應(yīng)性。此外，該智能焊接機器人的使用還減少了焊接煙塵和弧光對人體的損害，充分體現(xiàn)了本質(zhì)安全和環(huán)保的理念。
據(jù)十建公司焊接主任技師劉建國介紹，目前一名焊工可操作4臺機器人同時進(jìn)行焊接，工效是手工焊接的3~4倍，而且焊接質(zhì)量非常穩(wěn)定，焊接過程中也不需要人工操作或監(jiān)控，大幅降低了員工勞動強度。
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