來源：科技日報
記者：陳曦
在天津大學的實驗室里，一臺海藍色的“鋼鐵裁縫”正靈活地揮舞機械臂，精準地完成著高難度的鋼管焊接作業(yè)。4月8日，記者從天津大學獲悉，由該校材料科學與工程學院徐連勇教授團隊研發(fā)的世界首套T/K/Y管節(jié)點智能焊接裝備即將交付工程應用，標志著海上油氣平臺搭建進入“裝配式”智能時代。
據(jù)介紹，“鋼鐵裁縫”專門負責海上石油平臺“骨架”——導管架的關鍵焊接工作。導管架平臺就像海上油氣的“心臟”，承載著鉆井、采油、處理、儲運等全套設備，支撐油田全生命周期開發(fā)。同時還要承受狂風巨浪的考驗，使用壽命長達30年以上。傳統(tǒng)建造過程中，焊工們需要在幾十米甚至幾百米的高空，手工完成各種復雜形狀鋼管的焊接，既危險又費時。
“要把上百根粗細不一、切口不規(guī)則的鋼管，像搭積木一樣精準地焊接成重達數(shù)噸到數(shù)十噸的T型、Y型、K型或X型節(jié)點，過去全靠老師傅的眼力和手感?！毙爝B勇打了個形象的比方，“而我們的智能裝備就像給機器人裝上了‘火眼金睛’和‘最強大腦’，讓他們變身經(jīng)驗十足的電焊老師傅。”
為了實現(xiàn)這個目標，科研團隊在研發(fā)過程中攻克了三道技術難關：首先，通過創(chuàng)新的機械系統(tǒng)設計和精度補償技術，實現(xiàn)了30噸以上超大管節(jié)點構(gòu)件的高精度焊接；其次，自主研發(fā)的視覺測量系統(tǒng)，讓機器人能夠精準識別各種不規(guī)則的焊縫；最后，通過智能算法的突破，使焊接機器人具備了自主規(guī)劃焊接路徑的能力。
最讓團隊自豪的是，他們成功攻克了多層多道變截面空間曲線焊縫的自適應智能焊接這一世界級難題。“這相當于讓機器人具備了‘隨機應變’的能力，不管焊縫怎么變化，它都能應對自如。”徐連勇說。
記者在現(xiàn)場看到，這臺智能裝備進行電焊工作的同時，旁邊電腦屏幕上，焊接過程的各項參數(shù)實時顯示，工程師可以隨時監(jiān)控調(diào)整。與傳統(tǒng)人工焊接相比，這套裝備不僅讓效率提升了20%以上，還確保了焊接質(zhì)量。
“更為重要的是，這臺智能裝備可以把傳統(tǒng)的高空作業(yè)搬到了工廠車間?！毙爝B勇解釋說，“我們可以先在車間生產(chǎn)線上完成難度最大的復雜節(jié)點焊接預制，再到露天場地像搭積木一樣組裝，讓危險的高空焊接變成安全的平地裝配?！?/p>
據(jù)悉，該技術不僅適用于海上油氣平臺，在船舶制造、風電安裝等大型鋼結(jié)構(gòu)領域同樣大有可為。隨著首套裝備的交付使用，我國重型裝備制造也將邁入智能化新階段。
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