【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 履帶有柔性，可適應(yīng)的壁面曲率范圍大（直徑 2m以上）；工件 厚度適用范圍廣，可實(shí)現(xiàn)多道多層自動(dòng)焊接，精度達(dá)〒 ； 焊接生產(chǎn)成本為手工電弧焊的 50%,焊接效率分別是手工電弧焊 的 10倍； 設(shè)計(jì)了友好的用戶(hù)界面及小巧的手控盒，方便對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行 調(diào)節(jié)； 操作簡(jiǎn)便，對(duì)操作者水平要求較低；焊接過(guò)程無(wú)需工人監(jiān)控， 能夠代替工人高空作業(yè)。 【應(yīng)用情況】 本產(chǎn)品已 在廣州文沖造船廠成功應(yīng)用，解決了長(zhǎng)期以來(lái)由人手工焊接或者半機(jī)械化操作的種種弊端，實(shí)現(xiàn)了船舶制造過(guò)程的自動(dòng)化，改善生產(chǎn)環(huán)境，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 本產(chǎn)品還在江西鍋爐化工石油機(jī)械聯(lián)合有限公司等進(jìn)行了應(yīng)用試驗(yàn)，取得了成功，改變了壓力容器、鍋爐等焊接生產(chǎn)的人工焊接或者半機(jī)械化狀況，解決了焊接生產(chǎn)的自動(dòng)化難題，獲得了用戶(hù)的好評(píng)。 10 [大焊王朝機(jī)器人有限責(zé)任公司 ]商業(yè)計(jì)劃 客戶(hù)反饋文件（試用報(bào)告）見(jiàn)附錄五 系統(tǒng)部件 公司成立初期，以下幾個(gè) 部件均不作為主營(yíng)產(chǎn)品，即初期公司不會(huì)投入大量的資金去專(zhuān)門(mén)開(kāi)拓其市場(chǎng)，但在客戶(hù)有需求時(shí)，就為其生產(chǎn)。 二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái) (CSB) 【功能】 可實(shí)現(xiàn)水平、豎直兩個(gè)垂直方向的精確運(yùn)動(dòng)，常用作微調(diào)機(jī)構(gòu)。（行程可定制）。 【優(yōu)勢(shì)】 運(yùn)動(dòng)精度高、平穩(wěn)，傳動(dòng)效率高，強(qiáng)度高，剛性好，壽命長(zhǎng)； 驅(qū)動(dòng)部件采用高精度伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)一步確保系統(tǒng) 高精度、高穩(wěn)定性。 【創(chuàng)新點(diǎn)】 實(shí)現(xiàn)了全密封設(shè)計(jì)，避免飛濺物、灰塵等對(duì)機(jī)構(gòu)精度的影響， 能很好地適應(yīng)焊接的惡劣環(huán)境； 采用折疊式，結(jié)構(gòu)緊湊，行程尺 寸比大，適合于狹窄空間工作； 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)由兩個(gè)直線導(dǎo)軌副作為支撐，中間滾珠絲杠作為驅(qū)動(dòng)， 運(yùn)動(dòng)阻力小，剛性好，承載能力強(qiáng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。 【應(yīng)用領(lǐng)域】 本產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于： 焊接、切割機(jī)械 ◆ 雕刻、刺繡機(jī)械 檢測(cè)設(shè)備 ◆ 新型木工機(jī)械 醫(yī)療、制藥機(jī)械 ◆ 教學(xué)設(shè)備等 11 圖 23 二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái) 圖 24 新型高速旋轉(zhuǎn)掃描焊炬 [大焊王朝機(jī)器人有限責(zé)任公司 ]商業(yè)計(jì)劃 高速旋轉(zhuǎn)電弧傳感器 (RAS) 【功能】 既是焊槍?zhuān)质莻鞲衅?，用?lái)檢測(cè)焊接電流信號(hào) 【優(yōu)勢(shì)】 其信號(hào)檢測(cè)點(diǎn)就是焊接點(diǎn)，不存在位臵導(dǎo)前誤差，是完全實(shí)時(shí) 的傳感器； 不需附加任何裝臵，焊炬的可達(dá)性和運(yùn)動(dòng)靈活性都很好 ； 不怕電弧的飛濺、煙塵、弧光等干擾； 旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)半徑可調(diào)； 成本低。 【創(chuàng)新點(diǎn)】 首次將冷卻水管、保護(hù)氣管集成于傳感器內(nèi)部，不僅外形美觀， 而且結(jié)構(gòu)緊湊，焊炬的可達(dá)性和運(yùn)動(dòng)靈活性更好，使得其更適合于狹窄空間或折角較大的角焊縫的跟蹤焊接； 冷卻與保護(hù)氣一體化的水氣室結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，保護(hù)氣輸送順 暢，冷卻性能良好，適合長(zhǎng)時(shí)間可靠工作； 獨(dú)特的絕緣結(jié)構(gòu)，使得傳感器外殼不帶電，提高安全性和可靠 性； 進(jìn)行動(dòng)平衡振動(dòng)優(yōu)化分析，解決了高速旋轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)較大的問(wèn)題； 采用數(shù)字控制器對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)精確調(diào)節(jié)，使得信號(hào)提取更加 穩(wěn)定準(zhǔn)確。 該旋轉(zhuǎn)電弧傳感器處于國(guó)際領(lǐng)先水平，已經(jīng)申請(qǐng)多項(xiàng)專(zhuān)利。 【應(yīng)用場(chǎng)合】 12 [大焊王朝機(jī)器人有限責(zé)任公司 ]商業(yè)計(jì)劃 本產(chǎn)品可應(yīng)用于焊接工業(yè)機(jī)器人（手 臂式機(jī)器人）、移動(dòng)機(jī)器人、移動(dòng)焊接小車(chē)等。 激光 CCD圖像傳感器 (LCS) 【功能】 用來(lái)采集焊縫信息 【優(yōu)勢(shì)】 可用于各種接頭、板厚的自動(dòng)跟蹤，也可用于多層焊焊道的自 動(dòng)規(guī)劃，適用于各種焊接方法； 測(cè)量精度高，測(cè)量范圍大，響應(yīng)速度快，抗干擾力強(qiáng)，實(shí)用性 好。 輪式機(jī)器人本體 【功能】 作為移動(dòng)平臺(tái)，搭載相關(guān)設(shè)備在（準(zhǔn)）平面上完成相應(yīng)任務(wù)。 爬行式機(jī)器人本體 【功能】 作為移動(dòng)平臺(tái)，搭載相關(guān)設(shè)備全位臵作業(yè)，如焊接、探傷等； 輪履式機(jī)器人研制的技術(shù)難度很大，可以預(yù)見(jiàn)很多用 戶(hù)將會(huì)以它作為平臺(tái)來(lái)進(jìn)行研究。 后續(xù)產(chǎn)品 由于我公司的產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初就引入了模塊化設(shè)計(jì)思想，因此可以很方便地進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，發(fā)展多樣的系列化、多元化產(chǎn)品。 【發(fā)展基于不同傳感器的自動(dòng)跟蹤機(jī)器人】 公司兩產(chǎn)品采用不同的傳感器，且傳感器、軟件、硬件電路等都是模塊化設(shè)計(jì)的，因此我們可以在同一本體上換用不同的傳感器，同時(shí)將相關(guān)軟件、硬件電路移植，并做適當(dāng)?shù)男薷?，以拓展產(chǎn)品工作范圍或降低成本。 13 [大焊王朝機(jī)器人有限責(zé)任公司 ]商業(yè)計(jì)劃 采取輪式機(jī)器人本體 +CSB+LCS+相關(guān)軟硬件模塊的構(gòu)成 ，可以對(duì)厚板的平面彎曲（直線）對(duì)接 V型、 I型焊縫、搭接接頭以及彎曲程度不大的角焊縫進(jìn)行多層多道跟蹤焊接。 采取爬壁機(jī)器人本體 +CSB+RAS+相關(guān)軟硬件模塊的構(gòu)成，可以對(duì)全位臵彎曲 V型焊縫進(jìn)行自動(dòng)跟蹤打底焊，全位臵角焊。這樣的配臵比 WTWCR成本更低，用戶(hù)可以將其作為全位臵打底、角焊專(zhuān)機(jī)來(lái)使用。 由于這些軟硬件模塊都已經(jīng)在原來(lái)的機(jī)器人上研制成功，所以二次開(kāi)發(fā)的工作量也不太大。 【發(fā)展其他焊接機(jī)器人及用于其他領(lǐng)域的機(jī)器人】 詳見(jiàn)生產(chǎn)與研發(fā)部分。 技術(shù) 技術(shù)一 【技術(shù)描述】 核心技術(shù)：輪式機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù) 信號(hào)提取擬合平面法 焊縫跟蹤協(xié)調(diào)控制方法 專(zhuān) 利：已申請(qǐng) 3項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利， 6項(xiàng)實(shí)用新型專(zhuān)利。 水 平：系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)水平 【技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)】 高速旋轉(zhuǎn)掃描焊矩、二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)（見(jiàn)產(chǎn)品介紹）； 輪式機(jī)器人本體采用中間兩輪驅(qū)動(dòng)，前后各布臵一萬(wàn)向輪的結(jié) 構(gòu)，使得其轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，可以原地轉(zhuǎn)彎；采用浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，使其可 以適應(yīng)準(zhǔn)平面（坡度不大的地面）場(chǎng)合； 采用能同時(shí)檢測(cè)焊槍傾角和提取焊縫偏差信息的擬合平面法， 與傳統(tǒng)方法相比，提高了偏差 識(shí)別的精確度和可靠性，該方法 屬?lài)?guó)內(nèi)外首創(chuàng)； 14 [大焊王朝機(jī)器人有限責(zé)任公司 ]商業(yè)計(jì)劃 采用焊縫跟蹤協(xié)調(diào)控制方法，響應(yīng)快，穩(wěn)定性好，準(zhǔn)確性高， 可以實(shí)現(xiàn)直角焊縫以及任意折線焊縫跟蹤； 采用虛擬樣機(jī)技術(shù)，縮短了設(shè)計(jì)周期，降低了研制成本。 【技術(shù)保密要點(diǎn)】 輪式機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)； 同時(shí)檢測(cè)焊槍傾角和提取焊縫偏差信息的擬合平面法； 焊縫跟蹤協(xié)調(diào)控制方法。 技術(shù)二 【技術(shù)描述】 核心技術(shù)：爬行機(jī)器人的機(jī) 構(gòu)設(shè)計(jì) 多層多道焊縫識(shí)別技術(shù) 單輸入多輸出控制方法 專(zhuān) 利：已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利 1項(xiàng)，實(shí)用新型專(zhuān)利 4項(xiàng)，國(guó)際發(fā) 明專(zhuān)利 1項(xiàng) 水 平：經(jīng)中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部，機(jī)械化工業(yè)信息研究院 的《科學(xué)技術(shù)查新報(bào)告》證明，目前國(guó)品，技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先。 【技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)】 國(guó)內(nèi)外首次研究成功焊接用全位臵爬行機(jī)構(gòu)。具有很強(qiáng)的負(fù)載 能力，同時(shí)又具有很好的受控性能，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)且靈活； 國(guó)內(nèi)外首次研究成功既無(wú)軌道又無(wú)導(dǎo)向、能自主爬行、自動(dòng)跟 蹤的弧焊機(jī)器人系統(tǒng)； 采用激光跟蹤系統(tǒng)，利用非線性 控制，開(kāi)發(fā)了對(duì)爬行機(jī)構(gòu)及十 字滑塊的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)了焊縫的自動(dòng)跟蹤，精度達(dá) ； 實(shí)現(xiàn)了全位臵多道多層的自動(dòng)焊縫跟蹤； 采用 PLC控制器，和觸摸屏設(shè)計(jì)了友好的用戶(hù)界面，以及設(shè)計(jì) 了小巧的手控盒，方便地對(duì)焊接參數(shù)、小車(chē)運(yùn)動(dòng)參數(shù)、擺動(dòng)器 15 [大焊王朝機(jī)器人有限責(zé)任公司 ]商業(yè)計(jì)劃 參數(shù)、激光圖像傳感系統(tǒng)等有關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)臵和控制。 【技術(shù)保密要點(diǎn)】 爬行機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)； 多層多道焊縫識(shí)別技術(shù)； 單輸入多輸出控制方法。 國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品和技術(shù)的綜合比較 目前小型工件已可以應(yīng)用手臂式焊接機(jī)器人，進(jìn)入自動(dòng)化及智能化階段，但中大型構(gòu)件如船體、儲(chǔ)罐、集裝箱等，手臂式機(jī)器人無(wú)能為力，現(xiàn)主要是采用手工電弧焊、半自動(dòng)焊，部分可以采用有軌道、有導(dǎo)向的焊接小車(chē)，其主要原因是： 以船舶為代表的大型構(gòu)件制造過(guò)程中存在很多狹窄空間焊縫， 一般的機(jī)器人很難進(jìn)入，目前都是采用手工電弧焊或半自動(dòng)焊； 以集裝箱為代表的一些大型工件上有很多折角變化頻繁的焊 縫，即使是有軌道小車(chē)也很難適應(yīng)，目前主要是手工焊接； 大型構(gòu)件中存在很多彎曲焊縫，需要大范圍跟蹤，機(jī)械化方式 只有有軌道小車(chē)或具有自動(dòng)跟蹤功能的機(jī)器人，但目前大多數(shù) 是采用有軌小車(chē)方式，焊接效果不太理想； 這些龐然大物多為工地安裝，不能翻轉(zhuǎn)，焊縫多處于特殊位臵 (如橫、立焊縫 )，較難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 由于以上原因，大型工件的焊接自動(dòng)化程度一直不是很高，生產(chǎn)效率低，國(guó)內(nèi)更是如此，軌道式焊機(jī)也多數(shù)從國(guó)外進(jìn)口，如：美國(guó) Bugo， Resame德國(guó) Kislter加拿大 Gullco等。 軌道式焊機(jī)雖不需工人手持焊把、眼盯焊縫那樣辛苦，但仍存在很多弊端： 軌道雖有剛性柔性之分，但很難與被焊工件輪廓完全相同，一 般 僅適用于平直焊縫； 軌道不可能與焊縫完全平行，特別是當(dāng)焊件在兩個(gè)自由度方向 有變化和有不同接頭型式時(shí)； 16 [大焊王朝機(jī)器人有限責(zé)任公司 ]商業(yè)計(jì)劃 軌道上的小車(chē)雖然也可跟蹤裝臵，但現(xiàn)有的跟蹤基準(zhǔn)有兩種： 人工劃線和焊縫坡口的某一幾何元素。前者保證不了平行精度 和焊接質(zhì)量，跟蹤范圍有限； 鋪拆軌道、搭拆腳手架費(fèi)時(shí)費(fèi)力且價(jià)值昂貴（鋪設(shè)軌道時(shí)間往 往占總工作量一半，軌道成本占焊接設(shè)備三分之一以上）。輔助 工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度不能減少。 綜上所述，軌道式焊機(jī)的應(yīng)用范圍和綜合效益不很突出。當(dāng)然，國(guó)外也有人對(duì)此進(jìn)行研究，但是投入實(shí)際生產(chǎn)的很少。 【彎曲焊縫及狹窄空間焊縫跟蹤機(jī)器人方面】 韓國(guó) Pukyong國(guó)立大學(xué)研制了一款船艙格子形構(gòu)件移動(dòng)焊接機(jī) 器人。該機(jī)器人只適合焊接直線角焊縫及 90176。折角焊縫。由于 傳感器和二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)等方面問(wèn)題，使其對(duì)彎曲焊縫跟蹤效果 不理想。 日本慶應(yīng)大學(xué)研制了平面薄板焊接自主性移動(dòng)機(jī)器人，該機(jī)器 人只能識(shí)別對(duì)接焊縫，機(jī)構(gòu)等方面存在諸多問(wèn)題。 目前還沒(méi)有見(jiàn)到這些機(jī)器人投產(chǎn)的報(bào)道。 我公司的 產(chǎn)品（ HCWMR）則可以自主跟蹤焊接各種平面彎曲Ｖ型 焊縫、平面折角角焊縫及直角焊縫等多種焊縫，尤其適合于狹窄空間焊縫及折角變化頻繁焊縫的自動(dòng)焊接。從成本和效率方面考慮，其焊接成本僅為手工電弧焊的 50%，效率則為手工電弧焊的 8倍。 【爬壁機(jī)器人方面】 爬壁機(jī)器人是解決大型構(gòu)件焊接非常有力的手段，這類(lèi)研究在世界上還處于起步階段，目前多采用磁吸附方式。不同磁吸附爬壁機(jī)器人各有優(yōu)缺點(diǎn)：車(chē)輪式的雖然行走速度快，轉(zhuǎn)彎容易，但吸附力卻很??；步行式可以獲得