面向机器人应用的船体焊接工艺设计技术体系

何泽宇， 喻天祥， 祁 超， 郑菊艳

(上海船舶工艺研究所，上海 200032)

0 引 言

当前国际造船市场竞争日益激烈、人力成本持续上升，各国造船企业均将船舶智能制造作为发展重点，各国政府也出台相关政策对船舶智能制造予以支持[1-2]。焊接技术是船舶建造工程的关键技术，在船体建造中焊接工作量约占70%，焊接成本约占船体建造总成本的30%～50%[3-4]。船体结构复杂，作业空间有限，焊接工艺逻辑复杂[5]，且不同船型结构差异和工艺差异较大，传统的机器人示教-再现方式无法满足现场焊接作业要求，因此有必要研究面向机器人应用的船体焊接工艺设计技术体系。

1 技术体系实现的总体思路

机器人船体焊接工艺设计技术体系实现主要分为在线规划焊接技术路线和离线规划焊接技术路线，其实现思路如下：

(1)在线规划焊接。通过工业相机、激光扫描等视觉设备采集现场工件待焊焊缝的方位、工艺特征等参数；上位机基于特征参数匹配焊接工艺并下发至机器人；机器人根据工艺信息自适应编程，在焊接执行阶段通过焊缝起终点寻位、跟踪等技术实现自适应调整。

(2)离线规划焊接。在离线规划软件中导入待焊工件的三维工艺模型，抽取模型中的焊缝特征信息；基于特征匹配焊接工艺并生成离线规划中间文件；下位机解析中间文件并结合现场工件定位数据生成作业指令下发至机器人；机器人在焊接执行阶段通过焊缝起终点寻位、跟踪等技术实现自适应调整。……