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兩臺(tái)機(jī)器人在可編程邏輯控制器系統(tǒng)“大腦”的統(tǒng)一控制和機(jī)器視覺(jué)“眼睛”的精確定位下，高速、流暢地完成了鈦合金復(fù)雜構(gòu)件的抓取、裝配、檢測(cè)、翻轉(zhuǎn)、焊接等一系列動(dòng)作，整個(gè)過(guò)程一氣呵成。上海航天精密機(jī)械研究所推出的輕合金復(fù)雜構(gòu)件激光加工智能生產(chǎn)單元，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化無(wú)人焊接，效率大幅提升。

帶來(lái)效率和質(zhì)量“雙提升”

上下料、裝夾、裝配、翻轉(zhuǎn)是激光操作人員生產(chǎn)某復(fù)雜構(gòu)件的重要工作，單元建成之前，大家要“手動(dòng)”人工輔助。

“某復(fù)雜構(gòu)件由鈦合金蒙皮骨架結(jié)構(gòu)激光焊接而成。由于產(chǎn)品焊縫復(fù)雜密集，焊縫數(shù)量多達(dá)10余條，再加上產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)焊接變形控制要求高，因此必須正反面交替對(duì)稱(chēng)焊，焊接過(guò)程中的裝夾、拆卸、翻轉(zhuǎn)動(dòng)作不下十次。這些動(dòng)作均需手工操作完成，同時(shí)人工示教工作量大，精度依賴手眼配合?！奔夹g(shù)人員李瑋介紹道：“由于存在人工參與度高、產(chǎn)品質(zhì)量依賴操作者的水平等不利因素，一天只能生產(chǎn)五六件產(chǎn)品?！?/p>

航天復(fù)雜構(gòu)件激光智能焊接單元配合柔性裝夾工裝及機(jī)器人自動(dòng)上下料，開(kāi)發(fā)了適用于不同尺寸、不同產(chǎn)品的機(jī)器人自動(dòng)尋位和視覺(jué)識(shí)別抓取，配備基于視覺(jué)的焊縫跟蹤系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)焊前機(jī)器人自動(dòng)示教、焊接過(guò)程中焊縫路徑智能糾偏。

單元建成后，同樣數(shù)量的產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間由原先的一天縮短為不到一小時(shí)，效率提升8倍以上。在效率大幅度提升的同時(shí)，產(chǎn)品的焊接質(zhì)量也得到了改進(jìn)與提高。

將智能制造進(jìn)行到底

開(kāi)發(fā)具有輔助環(huán)節(jié)自動(dòng)化、工藝過(guò)程智能化、綜合管控?cái)?shù)字化等特征的“無(wú)人化”激光智能焊接單元是應(yīng)對(duì)繁重生產(chǎn)任務(wù)的秘笈，也是智能制造的重要落腳點(diǎn)。

上海航天精密機(jī)械研究所項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹，輕合金復(fù)雜構(gòu)件激光加工智能生產(chǎn)單元，以航空航天典型結(jié)構(gòu)件低成本、高效率、高質(zhì)量研制需求為牽引，滿足航空航天輕量化需求，圍繞輕合金材料（鎂合金、鋁合金、鈦合金）復(fù)雜結(jié)構(gòu)高質(zhì)量成形，融合激光切割、激光焊接、激光清洗、激光打標(biāo)等激光加工智能生產(chǎn)單元。

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，該智能生產(chǎn)單元還可實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)、在線狀態(tài)監(jiān)控和生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)可視化，實(shí)現(xiàn)基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的智能單元管控與集成應(yīng)用，打通了工藝—設(shè)備—管控的集成制造鏈路，實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程無(wú)人值守。

雖然生產(chǎn)同樣的產(chǎn)品，但是實(shí)現(xiàn)方式卻發(fā)生了巨大的改變。從真正意義上實(shí)現(xiàn)了零件的完全自動(dòng)化生產(chǎn)，產(chǎn)能提升了一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，徹底擺脫產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)人工操作水平的依賴。

助力航天飛行器研制

空氣舵是航天飛行器的關(guān)鍵重要部件之一，用來(lái)調(diào)整與改變航天飛行器的飛行姿態(tài)和軌跡，它的制造質(zhì)量直接影響航天飛行器的機(jī)動(dòng)靈活性和打擊準(zhǔn)確度。

智能激光焊接單元對(duì)航天飛行器的空氣舵研制具有重要意義。采用智能焊接單元，能實(shí)現(xiàn)空氣舵蒙皮激光切割、焊前激光清洗、舵骨架抓取、裝配、尋位編程、翻轉(zhuǎn)、激光焊接、質(zhì)量檢測(cè)等整個(gè)過(guò)程自動(dòng)化，在焊縫質(zhì)量達(dá)到一級(jí)焊縫要求的前提下，效率提升10倍：由2~4片/天提升至20~40片/天。

據(jù)悉，相關(guān)技術(shù)成果已應(yīng)用于航天一院、三院、四院、八院等單位的七個(gè)型號(hào)9種舵的研制或批產(chǎn)任務(wù)，對(duì)提升型號(hào)產(chǎn)品生產(chǎn)保障能力、提高制造水平具有重要支撐作用。