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中组立智能焊接生产线中船黄埔文冲船舶有限公司为中国船舶集团旗下大型骨干企业，台湾海峡以南、南海区域规模最大的先进船厂，主要负责防务装备、船舶建造与修理、海洋工程装备及非船业务建造等。在智能化方面更具引领与示范效应，牵头工信部船舶智能制造相关项目多项，率先成立行业首个工业互联网平台，建设并投产使用多个智能化生产线/车间，在船舶智能制造方面具备雄厚的实力与优势。

项目简介

项目将平面分段流水线车间肋板装/焊工位进行智能化升级改造，构建基于离线编程技术下的中组立机器人智能焊接。通过模型驱动，模拟仿真，及车间管控系统等手段，实现多机器人协同焊接，并与平面分段流水线车间深度融合，将人、机、料、法、环连接起来，建设集装配、自动焊接、精准输送为一体，多维度融合的节拍智能生产线。

项目技术方案

项目建设目标

以敞口中组立结构为对象，针对肋板平角焊、立角焊作业特点，在平面分段流水线肋板装/焊工位进行智能化升级改造，解决中组立焊接自动化水平相对低下、焊接质量受工人水平因素影响较大等问题。

项目建设主要内容

（1）研发设计

构建以大型龙门架驱动的焊接机器人系统，搭载离线编程系统以及基于接触传感和电弧跟踪技术的焊缝跟踪系统，配套大型输送辊道，构建执行装置总体协调控制的中组立智能焊接系统。采用全门架式，每个门架搭载2套机器人，共设置2个门架4套机器人，机器人采用进口ABB品牌。小组立智能焊接机器人组成及布置见图1、图2所示。

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（2）智能生产

中组立机器人智能焊接，采用模型驱动，通过模拟仿真，完成路径规划，自动生成焊接程序，关键生产工艺流程如下：

构建模型→离线模拟仿真→路径规划→自动生成焊接程序→小组立工件标定→机器人自动寻位焊接→自动清枪→相关数据采集。

通过机器人协同作业，代替手工焊接，提高焊接质量，应用见图3所示。

（3）智慧物流

中组立机器人智能焊接，与平面分段流水线深度融合，共同组成工位固定工件流动的智能焊接生产线，通过输送系统，实现从拼板开始至中组立完成全过程生产物流自动精准输送。

（3）车间制造执行系统（MES系统）

利用数字化车间综合管理系统（MES），实现车间制造执行过程的信息化管控，并通过开发与中组立智能生产线的数据接口实现数据的互联互通，实现车间制造执行过程的智能管控。

（4）生产线控制系统

控制系统可接收离线编程系统导出的机器人焊接程序，控制焊接机器人执行焊接作业，整套系统采用上位机控制，所有设备间的通信、控制指令的下达、工艺文件导入导出等均通过上位机控制界面进行。上位机有故障诊断系统，包括故障报警、信息提示及停机保护等功能。

（5）离线编程系统

机器人焊接系统采用离线编程，配备工件特征及工艺数据库，软件基于三维模型及数据驱动，可自动提取已知焊缝特征、匹配焊接工艺、生成作业路径，人机交互确定焊接顺序，经仿真验证后输出焊接作业文件。ABB机器人焊接作业程序规划基于RS100软件平台，进行离线编程系统功能模块二次开发。