科技日报记者 过国忠 通讯员 雷宁
记者10月19日从常州工程职业技术学院获悉，由该校智能制造学院、创新创业学院师生联合组成项目组，研制出具有自主知识产权的“蜘蛛一号”小型焊接机器人，有效解决了焊接工序智能化改造中操作难、精度低、成本高难题。日前，该项目获第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛总决赛金奖。
智能制造学院李玮副教授介绍，制造业智能化转型升级中，国内众多中小微金属加工制造类企业面临焊接工序智能化改造难题。市场上多数焊接机器人一是通过操控机器人手柄目测设置焊接轨迹，精度低；二是通过离线编程控制，准入门槛高，设置轨迹时间长、效率低，且多为闭源系统，部署成本高。
为解决这些难题，去年来，项目组召集了分别来自物联网技术、电气自动化技术、焊接制造等专业的8名学生队员，自主研发了对象级的路径规划自学习编程技术，通过采集手动控制焊枪沿焊缝移动的轨迹，信号采用优化的“导纳”控制算法，自动记忆，并生成控制程序，不仅实现操作零门槛，还将操作效率提高10倍以上。
“我们重点针对非标件焊接的差异性，设计了一种加速度连续的高效样条曲线插补法，实现复杂运动轨迹的精准、平滑、高效，使精度可以媲美同级别的国外进口焊接机器人。自主研发多接口融合技术配合开源系统，使产品可以灵活的与车间内原有的行车、AGV小车、运输轨道完美融合，满足不同生产场景的需求，极大地降低了部署成本。”创新创业学院仇志海副教授说。
该团队负责人、物联网1921班黄志宇告诉记者，“蜘蛛一号”小型焊机器人，操作者只需拿着机械臂围着需要焊接的部位走上一圈，机器人就可以在这个过程中自主学习、自动编程、自行完成焊接，操作人员无需编程平均60秒就可以快速设置焊接轨迹，从而解决实际工作场景中频繁切换焊接工件效率低的问题。
“‘蜘蛛一号’在中国航天晨光集团飞机异形特种零部件焊接测试中，将产品的合格率提升了7%，焊接周期缩短了15天。”智能制造学院郭发勇博士说，无论直线焊、圆弧焊还是组合焊缝，“蜘蛛一号”都可以解决现有焊接机器人常见的不良焊缝问题。
据介绍，目前“蜘蛛一号”小型焊机器人已经通过相关部门质量监督检验，机械系统、控制系统、人机交互系统均符合焊接机器人技术条件规定。（常州工程职业技术学院供图）