兩臺機器人在可編程邏輯控制器系統(tǒng)“大腦”的統(tǒng)一控制和機器視覺“眼睛”的精確定位下，高速、流暢地完成了鈦合金復雜構件的抓取、裝配、檢測、翻轉、焊接等一系列動作，整個過程一氣呵成。上海航天精密機械研究所推出的輕合金復雜構件激光加工智能生產(chǎn)單元，實現(xiàn)了全自動化無人焊接，效率大幅提升。

帶來效率和質量“雙提升”

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

“某復雜構件由鈦合金蒙皮骨架結構激光焊接而成。由于產(chǎn)品焊縫復雜密集，焊縫數(shù)量多達10余條，再加上產(chǎn)品設計對焊接變形控制要求高，因此必須正反面交替對稱焊，焊接過程中的裝夾、拆卸、翻轉動作不下十次。這些動作均需手工操作完成，同時人工示教工作量大，精度依賴手眼配合?！奔夹g人員李瑋介紹道：“由于存在人工參與度高、產(chǎn)品質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。”

航天復雜構件激光智能焊接單元配合柔性裝夾工裝及機器人自動上下料，開發(fā)了適用于不同尺寸、不同產(chǎn)品的機器人自動尋位和視覺識別抓取，配備基于視覺的焊縫跟蹤系統(tǒng)，實現(xiàn)焊前機器人自動示教、焊接過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)時間由原先的一天縮短為不到一小時，效率提升8倍以上。在效率大幅度提升的同時，產(chǎn)品的焊接質量也得到了改進與提高。

將智能制造進行到底

開發(fā)具有輔助環(huán)節(jié)自動化、工藝過程智能化、綜合管控數(shù)字化等特征的“無人化”激光智能焊接單元是應對繁重生產(chǎn)任務的秘笈，也是智能制造的重要落腳點。

上海航天精密機械研究所項目負責人介紹，輕合金復雜構件激光加工智能生產(chǎn)單元，以航空航天典型結構件低成本、高效率、高質量研制需求為牽引，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）復雜結構高質量成形，融合激光切割、激光焊接、激光清洗、激光打標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)單元還可實現(xiàn)設備互聯(lián)、在線狀態(tài)監(jiān)控和生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)可視化，實現(xiàn)基于實時數(shù)據(jù)的智能單元管控與集成應用，打通了工藝—設備—管控的集成制造鏈路，實現(xiàn)焊接過程無人值守。

雖然生產(chǎn)同樣的產(chǎn)品，但是實現(xiàn)方式卻發(fā)生了巨大的改變。從真正意義上實現(xiàn)了零件的完全自動化生產(chǎn)，產(chǎn)能提升了一個數(shù)量級以上，徹底擺脫產(chǎn)品質量對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鍵重要部件之一，用來調整與改變航天飛行器的飛行姿態(tài)和軌跡，它的制造質量直接影響航天飛行器的機動靈活性和打擊準確度。

智能激光焊接單元對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、激光焊接、質量檢測等整個過程自動化，在焊縫質量達到一級焊縫要求的前提下，效率提升10倍：由2~4片/天提升至20~40片/天。

據(jù)悉，相關技術成果已應用于航天一院、三院、四院、八院等單位的七個型號9種舵的研制或批產(chǎn)任務，對提升型號產(chǎn)品生產(chǎn)保障能力、提高制造水平具有重要支撐作用。