10月22日，科技日報記者從常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院獲悉，由該校智能制造學(xué)院、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院師生聯(lián)合組成的項目組，通過自主研發(fā)和系統(tǒng)集成，研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“蜘蛛一號”小型焊接機(jī)器人，有效解決了焊接工序智能化改造中操作難、精度低、成本高的難題。日前，該項目獲得了第七屆中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽總決賽金獎。
該校智能制造學(xué)院教授李瑋副介紹，制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級過程中，國內(nèi)眾多中小微金屬加工制造類企業(yè)面臨焊接工序智能化改造難題。市場上多數(shù)焊接機(jī)器人或是通過工人操控機(jī)器人手柄目測設(shè)置焊接軌跡，焊接精度較低;或是通過離線編程控制，準(zhǔn)入門檻較高，設(shè)置焊接軌跡時間長、效率低，且多為閉源系統(tǒng)，部署成本高。
為解決這些難題，該項目組召集了來自物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電氣自動化技術(shù)、焊接制造等專業(yè)的8名學(xué)生隊員，自主研發(fā)了對象級的路徑規(guī)劃自學(xué)習(xí)編程技術(shù)，通過采集手動控制焊槍沿焊縫移動的軌跡，信號采用優(yōu)化的“導(dǎo)納”控制算法，自動記憶并生成控制程序，不僅實現(xiàn)操作零門檻，還將操作效率提高了10倍以上。
“我們重點針對非標(biāo)件焊接的差異性，設(shè)計了一種加速度連續(xù)的高效樣條曲線插補法，實現(xiàn)了復(fù)雜運動軌跡的精準(zhǔn)、平滑、高效實施，使位置重復(fù)精度可以媲美同級別的國外進(jìn)口焊接機(jī)器人。自主研發(fā)的多接口融合技術(shù)配合開源系統(tǒng)，使產(chǎn)品可以靈活的與車間內(nèi)原有的行車、AGV小車、運輸軌道完美融合，滿足不同生產(chǎn)場景的需求，極大地降低了部署成本。”該校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院副教授仇志海說。
團(tuán)隊負(fù)責(zé)人、物聯(lián)網(wǎng)1921班學(xué)生黃志宇告訴記者，操作者只需拿著“蜘蛛一號”小型焊機(jī)器人的機(jī)械臂，圍著需要焊接的部位走上一圈，機(jī)器人就可以在這個過程中自主學(xué)習(xí)、自動編程、自行完成焊接，且平均60秒就可以快速設(shè)置焊接軌跡，從而解決實際工作場景中因頻繁切換焊接工件導(dǎo)致工作效率低的問題。
“‘蜘蛛一號’在中國航天晨光集團(tuán)飛機(jī)異形特種零部件焊接測試中，將產(chǎn)品的合格率提升了7%，焊接周期縮短了15天。”該校智能制造學(xué)院博士生郭發(fā)勇說，無論直線焊、圓弧焊還是組合焊縫，“蜘蛛一號”都可以避免現(xiàn)有焊接機(jī)器人常見的不良焊縫問題。
記者了解到，目前，“蜘蛛一號”小型焊接機(jī)器人已經(jīng)通過相關(guān)部門質(zhì)量監(jiān)督檢驗，機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)均符合焊接機(jī)器人技術(shù)條件規(guī)定。
