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中集“超级焊匠”:为船舶行业赋能新质生产力

2024-10-11 07:16:28 来源:emc体育官方网站

  堪比变形金刚的“机械臂”、聚焦焊接可视化的3D“眼睛”、迅速解析设计模型的智能“大脑”......这个集最强焊接实力于一身的“超级焊匠”到底来自哪里?

  走进“中集飞秒”深圳生产车间中心,一台台摆放整齐、准备交付的智能焊接机器人正在进行船舶焊接作业的调试工作,操作员只需要简单远程操控,机器人便能同时进行扫描提取—对接识别—路径规划—精准焊接的全自动焊接流程。

  这些机器人来自“瑞集科技”。作为中集旗下创新创业企业,瑞集科技致力于研究机器人“手—眼—脑”控制技术,中集飞秒是其自主研发的智能机器人品牌。目前,瑞集科技已获国家高新技术企业、国家“专精特新”小巨人企业等国家级认定,获得相关专利近100项。

  智能焊接机器人应用场景非常广阔,可用于机械制造、航天航空、船舶制造、电子设备等诸多制造行业。如今,一个明显的趋势是,焊接机器人在船舶行业的应用变得越来越广泛。

  事实上,船舶工业是高端装备制造业的重要组成部分,也是劳动密集型产业。近几年,由于劳动力成本上升等多方面因素叠加,行业普遍面临“用工荒”。

  目前,国内船舶行业需求迎来新一轮的高涨周期,但供应链的稳定性尚需加强。据中集飞秒有关研发人员观察,此前,在船舶建造的焊接环节,很多企业仍是以传统的人工焊接为主,较少覆盖自动化设备,智能化程度并不高。

  “在船舶制造方面,国外的船舶自动化设备技术相对完善,但其高昂设备成本使得国内企业对国产替代的需求日益迫切。”上述研发人员透露,船舶企业急需通过生产制造智能化实现转型升级、提质增效。

  今年5月,中集飞秒交付至中船天津生产基地的智能焊接机器人,有效助推其船舶建造工序实现智能化、自动化升级。据中船天津数据,在引入自动化设备后,焊接工序效率上提高了50%。

  “中集飞秒智能焊接工作站采用‘3D视觉传感器’和‘智能焊接系统’,集成了一个模拟人手、眼、脑协同作业的智能系统,使机器人能够自主执行一系列复杂任务。”上述研发人员称,焊接智能工作站将船舶焊接过程自动化、标准化,能够提高焊接速度、保证焊接质量,减少返工率。

  焊接质量是船舶建造中的关键,影响到船舶的结构强度与运行安全。一般而言,一名合格的船舶焊接工必须掌握丰富的专业知识,并经过长期培训和实践经验的积累,才能一定程度上保证船舶焊接的质量和安全。

  不过,即便是经验丰富的焊工,人工操作仍不可避免地存在不少工件形变、加工误差以及焊接缺陷等问题,如何将船舶焊接质量控制到精细程度,是一件极具挑战的事情。

  中集飞秒自研自产的机器人眼、脑核心器件,如同“3D慧眼”与“最强大脑”,能够匹配各类型号的焊接机器人,实现高精度的视觉识别与快速焊接的决策处理。

  “中集飞秒的智能焊接机器站通过3D传感器技术,基于模仿人眼的图像识别算法,相当于多个‘眼睛’对工件进行全方位查看,达到一种高精度的成像。”中集飞秒有关研发人员表示,该技术能够在1.5秒内完成精准扫描定位,准确识别目标轮廓、尺寸与焊接位置,焊接精度控制在0.5毫米左右。

  “眼”解决了焊接环节的精确测量,这些数据随即被传输到“脑”——中集飞秒云控(智能焊接系统)。上述研发人员介绍,智能焊接系统在船舶焊接中起到核心作用,通过复杂的数据算法解析,自动化生成一种适应船舶工件的焊接轨迹,最终控制机器人实现焊接工艺。

  在现代船舶制造中,船舶焊接智能化发展已是业内共识,而如何持续加强自主研发,自动化的关键技术不断突破是重中之重。

  “原先,传统的焊接系统需要进行繁琐的编程和示教工作,焊接操作员需对系统进行编程,并多次手动示教。”该研发人员称,我们的智能焊接机器人可以做到“免编程免示教”,人工只需要简单操作,基本完全自动化地执行焊接任务。

  “手”、“眼”、“脑”的完美结合背后,是中集飞秒数字化创新的核心驱动,通过与数字孪生、大数据等新兴技术的深度融合,使得焊接机器人的性能和服务质量持续提升。

  除此之外,针对船舶领域,中集飞秒还专门研发推出了“协作焊接机器人”。上述研发人员透露,这款机器人搭载中集飞秒自研的机器人,能够与人类协同工作,实现30分钟熟练操作解决船舶制造中大型、不可以移动船体构件以及狭窄半封闭式的船内空间的移动焊接,具有灵活性强、安全性高、学习能力强等特点。

  一组官方数据显示,今年一季度,全国造船新接订单量达2414万载重吨,同比增长59%,占全球总量近七成。此外,一季度我国造船业完工量、手持订单量和新接订单量三大指标同步增长,继续领跑全球。

  据中国船舶工业行业协会此前发布的《2023年船舶工业经济运行分析》明确,要加快船舶企业“智改数转”,提升标准化水平,提高总装建造效率,进一步缩短船舶建造周期。同时,推动总装建造模式变革,加快船舶工业产品体系、制造体系、供应链体系绿色转型。

  站位全局,船舶业由“制造”向“智造”转变升级中,如何补齐智能制造技术短板弱项,加速推进全流程数字化转型和改造,是当前需要攻坚的关键任务。

  为助力船舶制造业产业升级,推动核心技术的突破,中集飞秒一直致力于对智能制造技术的研发投入,提高自主创新能力,与重点船舶企业共同攻克发展难题。目前,中集飞秒已与上海振华重工600320)、中船天津、舟山长宏国际、烟台来福士等企业展开合作,共同推进行业智能制造装备的研发和应用。

  展望未来,中集飞秒将坚持创新驱动发展,强化核心技术攻关,为船舶制造业迈向智能化新时代赋能加力。



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