[00934740]集装箱大梁智能焊接关键技术及成套装备的工程应用

随着近二十年国际贸易的迅猛发展，全球集装箱使用率激增。中国90％的国际物流通过集装箱海运完成，集装箱的生产制造对国际贸易具有重要的意义和价值。集装箱制造约80％采用人工焊接，实现机器人焊接及智能化焊接对于提高集装箱生产效率和产品质量十分重要。大梁作为一种主承力焊接结构件广泛应用于集装箱行业，对机器人和自动跟踪焊接设备的适应性、稳定性和智能化程度提出了较高要求。迫切需要解决的关键技术包括：1)具有随机偏差的长焊缝的引弧点位置自动识别和自动定位技术；2)随机分布的筋板、隔板和空洞等障碍物的自动识别、避让与再焊接技术；3)能自动补偿焊件加工装配误差和热变形的焊缝智能跟踪技术；4)实现集装箱大梁焊接的智能化和柔性化的应用技术，以尽量释放产能，适应十三五”中国工业快速发展的要求。 由湘潭大学研发的电弧传感焊缝跟踪技术先后获得4项国家自然科学基金资助，获得了近50项发明专利，形成了完整独立的知识产权体系，以该技术为基础研制的电弧传感式焊缝智能跟踪装备已在湖南、山东、广东等地应用，其代表性的成果“集装箱大梁智能焊接关键技术及成套装备的工程应用”项目稳定应用于中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司的特种运输装备生产中。 该项目研发了具有自主知识产权的多种传感器，开发了摆动电弧焊缝跟踪传感、涡流传感定位、激光位移传感避障和定位系统。实现了大梁焊接时焊枪初始点自动定位，焊接过程长焊缝自动跟踪焊接和自动避障跳焊。解决了大梁自动翻转及工业流水线引起的工件误差大、定位难度大的问题，满足集装箱大梁自动化焊接生产要求。经4年多的工业化运行，证明了该技术的可靠性和装备的稳定性。企业应用该智能生产线后，效率提高30％以上，降低了对工人操作技术的要求，实现了焊接自动化专机减员增效的目标，其产品通过法国BV、英国LLOYD、美国ABS、德国LLOYD和中国CCS等船级社的认可，已累计创造效益35800多万元，企业累计实现利润3850多万元。 集装箱大梁智能焊接成套装备投入工程应用，对研发箱型梁、工字梁等类似结构的智能化焊接生产线有显著的示范和带动作用。这些行业共性的关键技术，可以广泛应用于轨道交通、海洋工程和能源装备制造等领域，有望开发出具有独立知识产权的系列智能焊接机器人及智能化焊接专机，填补国内外同类产品空白，大大促进焊接自动化在现代工业中的应用，满足国家重大需求。