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固建机器人基于机器人和机器视觉开发应用的桥梁钢结构智能制造系统


钢结构桥梁以其轻质高强、跨越能力大、易工厂化制造和便于装配化施工等突出优点,在现代桥梁工程中得到了广泛应用,但中国钢结构桥梁的发展和应用长期滞后于欧美和日本等发达国家。在交通强国战略深入推进的时代背景下,固建机器人结合自身在钢结构行业的开发经验,联合国内桥梁钢结构制造厂家开发了具有中国特色的桥梁钢结构解决方案,通过相关技术的应用解决U肋板自动化焊接难题。

 

固建机器人这套桥梁钢结构智能制造系统沿着“自动化à数字化à智能化”的步骤,来实现桥梁钢结构的产业升级。在第一阶段,先实现单工序、单设备自动化或半自动化生产,再逐步实现相关工序联动;第二阶段实现数字制造,完成“数模控制软件制造数据”,基于数据驱动下的制造优化;第三阶段实现智能制造,借助大数据、人工智能、工业互联网、5G通讯、区块链等先进技术,优化桥梁钢结构生产制造、物流运输、安装、维护等全生命周期智能化。

 

在整个桥梁钢结构的智能制造过程中,零件类型众多,焊缝位置不一,为解决这一系列难题,该套桥梁钢结构智能制造系统对U肋面板、底板,以及横隔板实施自动焊。

 

U肋面板

钢结构智能制造系统

U肋面板外形图

钢结构智能制造系统

U肋焊接截面

U型肋板与平板焊接在一起,要求连接处内外两道焊缝,确保两者连接牢固。主要操作流程:平板除锈→U肋板放置定位(点焊固定)→外侧焊→内侧焊。其中,外侧焊可以采用埋弧焊,内侧采用CO2保护焊。

 

横隔板

钢结构智能制造

横隔板

 

包括平板、人孔,以及加强筋,加强筋双面都有。加强筋及人孔位置随机,焊接时,人孔外侧焊接,加强筋两侧焊接。主要操作流程:平板除锈(两面)→人孔焊接→一面加强筋焊接→另一面加强筋焊接。这里的焊接全部采用CO2保护焊。

 

底板

钢结构智能制造

底板

主要为平板及长条直板加强筋,两者之间可以用保护焊,也可以用埋弧焊。主要操作流程:平板除锈→长度板固定(点焊定位)→两侧保护焊或埋弧焊。

 

为了满足上述工艺需求,固建机器人也同时研发了一批相对应的工装或专机。

平板除锈机

钢结构智能制造

用于去除平板表面的浮锈,可以采用砂带或钢丝刷实现。除锈机一机通用,可适用各种不同的平板,整机包含板料进给机构、除锈装置、吸尘装置。

 

U肋板双面保护焊机

钢结构智能制造系统

针对U型加强筋,开发一种专用的焊接装置,以U型加强筋为基准,两侧各有一把焊枪,同时对加强筋的两侧进行焊接。一条加强筋一次性焊接完成。

 

多头埋弧焊机

钢结构智能制造系统

对于长直条纹,采用埋弧焊在效能、成本上更有优势。焊接采用单丝埋弧焊,工件姿态采用船形焊形式。

 

横隔板焊接平台

钢结构智能制造系统

人孔加强筋采用人工预装固定,其他加强筋采用自动吊装、自动焊机的方式来实现,为降低成本,工件翻身采用人工操作。

 

在固建机器人这套桥梁钢结构智能制造系统的支持下,能逐渐让机械代替人工生产,提高生产效率。能有效提高焊接质量,避免不必要的人为失误,确保焊接质量可靠。

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