切割、打磨、焊接、装配等环节, 机器人全天候“上岗” 港城企业正演绎新“船”说
(周莹 开吉)被誉为“综合工业之冠”的造船业,正经历着由工业机器人、物联网、大数据和人工智能共同掀起的智慧革命。在中船数字信息技术有限公司(下称“中船信息”)机器人工作站,机械臂精准舞动的轨迹间,折射出中国造船业从传统制造向智能制造的跃迁之路,更是港城企业践行科技创新和产业创新融合发展的最新例证。
曾经,中国的造船业以劳动密集型为主,焊花和汗水交织,然而随着对船体装配环节复杂焊缝的焊接精度与效率要求不断提升,智能化转型成为迫在眉睫的行业命题。中船信息以十年磨一剑的韧劲,在自动化控制领域攻克机器人系统集成技术,在感知技术层面突破复杂场景精准识别,在焊接工艺维度独创全位置连续焊接方案。其自主研发的船舶专用焊接机器人,成功破解了船舱“螺蛳壳里做道场”的难题———在狭小空间内完成直线、圆弧、垂直等多维焊缝的智能焊接。
如今,中船信息已构建起覆盖船舶小组立、中组立焊接及涂装的全流程智能装备体系。中船信息技术人员介绍,小组立焊接机器人可以实现智能化的操作模式;中组立和大组立焊接机器人将工人从每天8小时的“焊枪马拉松”中解放,转变为只需要操作一下即可全天候运转的“智慧监工”。
中国人造车已经世界闻名,造船还难吗?其实造车和造船真的不太一样。原来造车是原料配合机器人标准化工作,而造船是机器人配合系统工程工作。
那么,这样的过程是如何实现的呢?在中船信息焊接实验室,各种各样的焊接机器人让人眼前一亮。一根原始状态的管子毛坯,在焊接机器人集群协作下,经历自动出库、智能切割、精密打磨、标识移植、法兰装配、智能焊接等工序,仅需几分钟便蜕变为一根可以直接上船的“船舶血管”。
这些承载着燃油输送、气体传导重任的特种管件,关系着船舶动力系统的稳定性。以一艘5万吨级船舶为例,大约5万至10万根精密管件的制造需求,这在以前,只能依靠人工焊接。2019年,中船信息在武昌船舶重工集团有限公司车间打造了国内首条全自动船舶工业智能管件加工生产线。该条生产线可以年产特种管件3万根。同传统生产线相比,可以把企业造船效率跃升15%,更以亚毫米级装配精度与零返工焊接质量让人眼前一亮。
“智能制造的真正突破,在于让机器人‘读懂’系统工程的复杂性。”中船信息研发团队负责人介绍,这就要求焊接机器人依托视觉识别与数字孪生技术,能够准确识别并定位分布在生产线各设备上的管件和法兰,在短时间内精确地组合在一起完成“空间拼图”,并自动组对焊接精度达到优良标准。
港城企业制造的焊接机器人不仅可以焊接“管子”,这种智能化基因也在分段焊接展现实力。在船舶分段焊接工作站,8个自由度双臂机器人正演绎“钢铁芭蕾”:通过焊缝识别与跟踪技术实时调整姿态,210厘米臂展游刃有余地穿梭于复杂结构,完美地完成智能焊接任务,更将返修率从人工焊接的30%直接归零。这些“智能焊工”甚至能按照用户需求,自动对船舶分段焊接场景进行识别,精准避开障碍物,在迷宫般的船体结构中开辟出精密的“金属脉络”。
当然,港城船舶机器人在焊接上发挥奇效,还可以给船舶“涂脂抹粉”。在传统船舶涂装领域,需要大量的工人搭架子爬到很高的地方进行作业。中船信息研发的爬壁机器人可以避免“高空蜘蛛人”危险,只需将喷砂模块、超高压水射流清洗模块、喷枪等集成到爬壁机器人上,再利用其自带的永磁吸附的功能即可通过人工遥控实现船舶外壁的“洗澡”“穿衣”。
“以一艘82000吨散货船分段合拢焊缝的除锈打磨工作为例,在传统的生产方式中,这个工程需要搭建脚手架,15个工人花费两天时间才能完成整船环缝的打磨。”中船信息的技术人员介绍,采用爬壁机器人后,无需搭建脚手架,单人即可完成单道环缝的预处理及喷涂工作,工时可压缩约五分之一。由于作业采用人工遥控,操作人员无需攀爬脚手架且远离粉尘、VOCs、漆雾颗粒等污染源,极大降低了施工作业及人身健康风险。
从智能管件生产线到涂装体系,从数字孪生控制系统到5G互联的机器人矩阵,中国造船业已驶入智能化发展的快车道。当最后一簇传统焊接的火花融入智能制造的数据洪流,这场由港城企业引领的智造革命,不仅推动着中国船舶工业向绿色化、高端化转型,更在全球造船版图上点亮耀眼的“中国坐标”。
总值班 曹银生 编辑 朱芸玫
来源 连云港发布
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