船体分段焊接机器人设计依据
船体分(总)段的装焊
• 引言 • 船体分(总)段的装焊工艺流程 • 船体分(总)段的装焊设备与工具 • 船体分(总)段的装焊质量控制 • 船体分(总)段的装焊安全与环保 • 船体分(总)段的装焊实例分析
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引言
船体分(总)段的装焊的定义
船体分(总)段的装焊是指将船体划分为若干个分段，然后按照一定的顺序和工艺要求 进行组装焊接的过程。
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佩戴防护眼镜
在焊接操作过程中，焊接人员 需佩戴专业的防护眼镜，以防 止飞溅物对眼睛造成伤害。
穿戴防护服
焊接人员需穿着防烫、防火的 防护服，以保护身体免受高温
和火花飞溅的伤害。
使用防尘口罩
在焊接过程中，焊接人员需佩 戴防尘口罩，以减少吸入有害
烟尘和气体。
佩戴耳塞
长时间从事焊接工作的人员需 佩戴耳塞，以减轻噪声对听力
埋弧自动焊机
适用于长直焊缝和大面积 的平板对接焊接，具有焊 接速度快、质量稳定等优 点。
切割设备
火焰切割机
利用燃气和氧气燃烧产生的高温进行切割，适用 于厚板和不锈钢板的切割。
等离子切割机
利用高温等离子弧进行切割，具有切割速度快、 切口质量好等优点。
激光切割机
利用高能激光束进行精确切割，适用于薄板和复 杂形状的切割。
成本。
此外，合理的分段划分和装焊工 艺还可以提高船体的结构强度和 稳定性，从而提高船舶的安全性
和使用寿命。
船体分(总)段的装焊的历史与发展
早期的船体分(总)段的装焊主要采用 手工焊接的方式，效率低下，质量不 稳定。
同时，随着数字化技术和计算机技术 的发展，船体分(总)段的装焊也逐步 实现数字化和智能化，提高了装配的 精度和效率。
9-船体局部分段CO2焊的焊接工艺原则.
二、船体结构焊接工艺基本原则
6）在结构中同时存在厚板与薄板构件时，先焊收缩量大的厚板多层焊， 后焊薄板单层焊缝。多层焊时，各层的焊接方向最好要相反，各层焊缝的 接头应互相错开。或采用分段退焊法，如下图所示。以免出现变形。焊缝 的接头不应处在纵横焊缝的交叉点处。因为该处由于焊接残余拉应力而非 容易产生裂纹，在此处若有焊缝接头会促使裂纹的产生。
二、船体结构焊接工艺基本原则
3.采用双面连续焊的部位及采用间断焊时的加强 （1）当建造内河船舶等较低小船舶时，CCS等船级社规范规定下列船体
结构部位应采用双面连续角焊缝； 1）风雨密甲板和上层建筑外围壁边界的角焊缝，包括舱口围板、升降
口和其它开口处； 2）液体舱、水密舱室的周界； 3）机座和机器支承结构的连接处； 4）尾尖舱内所有结构（包括舱壁扶强材）的角焊缝； 5）装载化学品和食用液体货舱内的所有角焊缝； 6）液舱内所有的搭接焊缝；
二、船体结构焊接工艺基本原则
有承受高应力的零部件； （4）要求具有较大刚度的构件，如首框架、尾框架、尾轴架等及其与外
板和船体骨架的接缝； （5）主机基座及其相连接的构件； （6）当焊接高强度钢或碳当量大于0.40%钢材时，建议采用低氢型焊接材
料。 现在各大船厂普遍采用CO2气体保护焊,而CO2气体保护焊由于电弧气氛 的氧化性，使焊缝中氢含量很少，因此，是一种低氢型焊接方法，也普遍适 合焊接上述部位。
一、船体结构焊接特点及生产过程
3. 船舶结构生产工艺过程 （1）焊接结构的生产工艺流程
一、船体结构焊接特点及生产过程
（2）焊接工艺规程 1）母材的牌号、级别、厚度和交货状态； 2）焊接材料（焊条、焊丝、焊剂和保护气体）的型号等级和规格； 3）焊接设备的型号和主要性能参数； 4）坡口设计和加工要求； 5）焊道的布置和焊接的顺序； 6）焊接位置（平、立、横、仰焊等）； 7）焊接规范参数（电源极性、焊接电流、电弧电压、焊接速度和保护气 体流量）； 8）焊前预热和道间温度、焊后热处理及焊后消除应力的措施等； 9）施焊环境，现场施焊或车间施焊。 10）其它有关的特殊要求。
船舶焊接机器人技术的研究现状及应用
船舶焊接机器人技术的研究现状及应用随着船舶制造业的不断发展，船舶焊接工艺也在不断改进和完善。
传统的船舶焊接工艺存在着效率低、质量难以保证、劳动强度大等问题，而船舶焊接机器人技术的出现，为船舶制造业带来了新的变革和机遇。
本文将围绕船舶焊接机器人技术的研究现状及应用进行探讨。
一、船舶焊接机器人技术的研究现状船舶焊接机器人技术是指将自动化控制技术与焊接技术相结合，通过程序控制实现焊接作业。
目前，船舶焊接机器人技术的研究现状主要包括以下几个方面：1. 焊接机器人的研发与应用随着机器人技术的不断发展，船舶焊接机器人的研发也取得了长足的进步。
船舶焊接机器人在结构设计、控制系统、执行机构、传感器等方面都有了较大的突破，能够实现复杂焊缝的自动化焊接。
目前，船舶焊接机器人已经在船舶制造业中得到了广泛的应用，为船舶制造提供了高效、精准、稳定的焊接服务。
2. 焊接技术的优化与改进船舶焊接机器人技术的研究还包括对焊接技术的优化与改进。
通过对船舶焊接工艺的分析与研究，不断改进焊接参数、焊接工艺和焊接材料，提高焊接质量和效率。
采用先进的焊接设备和材料，结合机器人的高精度控制，可以有效降低焊接变形、提高焊接质量。
3. 智能化监测与控制系统船舶焊接机器人技术的研究还包括智能化监测与控制系统的开发。
通过引入先进的传感器技术和实时监测系统，实现对焊接过程的实时监测与控制。
这不仅可以提高焊接精度和一致性，还可以及时发现焊接缺陷并进行自动修复，确保焊接质量达到标准要求。
二、船舶焊接机器人技术的应用前景船舶焊接机器人技术的发展为船舶制造业带来了巨大的变革和发展机遇。
其应用前景主要表现在以下几个方面：1. 提高生产效率船舶焊接机器人技术可以大幅提高船舶制造的生产效率。
相比传统人工焊接，机器人焊接可以实现24小时不间断作业，大大缩短了生产周期，提高了制造效率。
而且机器人焊接还能够灵活调整焊接路径，适应不同船舶结构的焊接需求，提高了生产的灵活性和自适应能力。
机器人焊接构造设计要求
机器人焊接构造设计要求1.1机器人焊接构造设计的基本原则应符合下列规定：1 宜选用可标准化、模块化、系列化生产、制作的构件形式；2 应选用适于机器人焊接的节点形式；3 宜采用圆管、方钢管等型钢构件，减少焊接构件的使用；4 应尽量减少焊缝数量；焊缝布置应简单，避免交错、汇集；焊缝形状应为规则的直线或弧线，避免出现大角度转折；焊缝截面应均匀，无突变；5 宜选用单面单道或双面单道焊缝，构件板厚不宜大于30mm；当采用多层多道焊缝时，应增加产品试板；6 应选用气体保护焊或埋弧焊焊接方法；7 不宜采用仰焊位置；8 焊缝坡口的加工精度和接头的装配精度应满足机器人焊接的要求。
1.2机器人焊接节点形式可为梁贯通形式或柱贯通形式，其构造设计应符合本标准的相应规定。
1.3隔板贯通梁柱节点形式可采用图1.3-1、图1.3-2的节点形式。
1.4柱贯通梁柱节点形式可采用图1.4-1、图1.4-2的节点形式。
图1.3-1 隔板贯通梁柱节点（方钢管柱）图1.3-2 隔板贯通梁柱节点（圆钢管柱）图1.4-1 柱贯通梁柱节点（方钢管柱）1.4-2 柱贯通梁柱节点（圆钢管柱）5.8窄间隙焊构造设计要求5.8.1窄间隙焊构造设计的基本原则应符合下列规定：1 宜选用对厚度方向性能有要求的钢板且板厚不宜小于40mm；2 宜选用自动气体保护焊或埋弧自动焊焊接方法；3 宜采用U形坡口或坡口角度不大于15°的V形坡口；4 应采用平焊位置焊接；5 焊缝坡口的加工精度和接头的装配精度应满足窄间隙焊的要求。
5.8.2承受动荷载且需经疲劳验算的焊接接头，不宜使用窄间隙焊方法焊接。
5.8.3采用窄间隙焊的构造设计应经原设计单位审核并进行焊接工艺评定试验，合格后并方可使用。
机械设计中的焊接机器人设计
机械设计中的焊接机器人设计机械设计领域中，焊接机器人是一种关键性的自动化设备。
它们广泛应用于汽车制造、航空航天、建筑、能源等领域，为制造业提供高效、精确和一致的焊接操作。
这篇文章将探讨焊接机器人在机械设计中的设计要点和技术挑战。
一、机械结构设计在设计焊接机器人时，机械结构是关键考虑因素之一。
合理的机械结构可以保证机器人稳定运行和准确执行焊接任务。
以下是几个重要的机械结构设计要点：1. 关节设计：焊接机器人通常采用多关节结构，以实现多自由度的运动。
关节设计要考虑到机械的刚性、精度和灵活性。
关节的运动范围和精度需满足焊接任务的要求。
2. 壳体设计：机器人的外部壳体需要具备足够的刚性和耐用性，以保护内部的电子元件和传动装置。
优化的壳体设计可以降低机器人的重量并提高操作稳定性。
3. 运动轨迹规划：焊接机器人的运动轨迹应该满足焊接工艺的要求，包括焊接点的准确位置和速度。
良好的轨迹规划可以提高焊接质量和效率。
二、电气系统设计焊接机器人的电气系统设计是确保机器人正常运行的关键一环。
以下是几个重要的电气系统设计要点：1. 控制系统：焊接机器人的控制系统通常包括控制器、传感器和执行器。
控制器负责接收和处理指令，并发送控制信号给执行器，以实现机器人的运动。
传感器用于感知外部环境和机器人自身状态，以保证安全和高效操作。
2. 电源系统：焊接机器人需要稳定的电源供应以满足其动力需求。
电源系统设计要确保电能传输的可靠性和高效性，以避免机器人在焊接过程中停机或意外断电。
三、焊接工艺设计焊接机器人的焊接工艺设计是决定焊接质量的关键因素。
以下是几个重要的焊接工艺设计要点：1. 焊接参数：焊接参数包括焊接电流、电压、速度和焊接材料等。
这些参数需要根据焊接任务的要求进行优化设计，以保证焊接强度和一致性。
2. 焊接路径规划：焊接路径的规划应考虑工件的形状、材料和焊接位置等因素。
合理的路径规划可以减少焊接残留应力和减少变形。
3. 自适应控制：为了应对焊接工艺中的不确定性和外部干扰，自适应控制技术可以根据实时反馈调整焊接参数和路径，以确保焊接质量和一致性。
焊接机器人设计范文
焊接机器人设计范文一、设计原则1.结构简单：焊接机器人的结构应设置简单，方便维护和更换使用零部件。
2.稳定性好：焊接机器人应具有良好的稳定性，以确保焊接质量的稳定性和一致性。
3.精确度高：焊接机器人应具有较高的定位精度和重现精度，以确保焊接接头的精确度和质量。
4.操作简便：焊接机器人的操作应简便易学，具有用户友好的界面和操作方式。
二、机械结构设计1.机器人臂：机器人臂应具备足够的稳定性和承载能力，能够实现复杂的运动轨迹。
2.工作台：焊接机器人的工作台应具备足够的稳定性和调节能力，以适应不同焊接工件的需求。
3.末端执行器：末端执行器是焊接机器人的关键部分，应具备良好的灵活性和精确度，以实现焊接过程中的精确控制。
三、电气系统设计1.电源系统：焊接机器人的电源系统应具备稳定的电压输出和较大的电流输出能力，以满足焊接电流的需要。
2.电气控制柜：焊接机器人的电气控制柜应具备良好的散热性能和防尘、防潮等功能，确保电气设备的安全和可靠运行。
3.传感器：焊接机器人应配备合适的传感器，以实时检测焊接过程中的参数和数据，并作出相应的调整和控制。
四、控制系统设计1.控制器：焊接机器人的控制器应具备强大的计算和控制能力，能够实现复杂的运动轨迹控制和焊接参数调整。
2.编程方式：焊接机器人的编程方式应简便易学，可以使用图形化界面或者编程语言进行编程，以满足不同用户的需求。
3.通信接口：焊接机器人应具备与其他设备进行数据传输和通信的接口，以实现与生产线的无缝链接。
总结：焊接机器人设计要考虑结构的简单性、稳定性、精确度和操作的简便性。
机械结构要具备稳定性和承载能力，并配备良好的末端执行器。
电气系统要有稳定的电源和敏感的传感器。
控制系统要具备强大的控制能力和编程方式，能够与其他设备进行通信。
通过以上设计原则和细致的设计，可以使焊接机器人实现高效、精确和稳定的自动化焊接。
船舶焊接机器人技术的研究现状及应用
船舶焊接机器人技术的研究现状及应用船舶焊接机器人技术是指利用机器人进行船舶焊接工作的技术。
虽然目前在船舶制造工业中仍然需要人工进行许多焊接任务，但随着科技的发展，船舶焊接机器人技术在近年来得到了快速发展，并已开始应用于船舶制造领域。
目前，船舶焊接机器人技术主要分为两类：固定型和移动型。
固定型机器人主要用于船体结构件的焊接，如船体的底板、侧板等；而移动型机器人则可以在船舶的不同位置进行焊接任务，实现对船体各个部位的自动化焊接。
1. 机器人控制技术：船舶焊接机器人需要通过控制系统实现自动化操作，因此对机器人控制技术进行研究是关键。
目前已经有许多先进的机器人控制系统问世，如基于视觉识别的控制系统、基于传感器的自适应控制系统等。
2. 机器人路径规划技术：船舶焊接机器人的路径规划是实现精确焊接的关键。
研究人员通过开发高精度的路径规划算法，使机器人能够准确地控制焊枪的位置和运动轨迹，以实现高质量的焊接。
3. 焊接工艺研究：船舶焊接机器人的工艺研究主要包括焊接材料选择、焊接参数优化等方面。
研究人员通过优化焊接参数和选择合适的焊接材料，以提高焊接质量和效率。
4. 安全性与可靠性研究：船舶焊接机器人的使用不仅需要考虑焊接效果，还需要考虑安全性和可靠性。
研究人员通过改进机器人的安全保护设施和故障检测系统，提高机器人的安全性和运行可靠性。
船舶焊接机器人技术的应用主要集中在以下几个方面：1. 船体焊接：船舶焊接机器人可以实现对船体各个部位的自动化焊接，如船体结构件的焊接、船体外壳的焊接等。
这不仅提高了焊接质量和效率，还减少了工人的劳动强度和安全风险。
2. 装备安装：船舶焊接机器人还可以应用于船舶装备的安装焊接任务，如船舶发动机、船舱设备等的安装。
机器人可以根据需要将设备固定在指定位置，并进行进行焊接，提高了安装效率和准确度。
3. 维修与改装：船舶焊接机器人还可以应用于船舶的维修和改装工作。
机器人可以对船体进行焊接修复工作，如焊接部位的破损修复、设备更换等，减少了维修工作的时间和人力成本。
船体分段、总段划分图设计规范
Q/SWS 52-001-2005
4.3.1 分段划分图完成后，要参考单个分段的形状和重量来决定总组分段，以缩短船坞周 期，使在船坞内合拢的分段尽可能的少。在分段划分图上，由几个分段组成的总段应用点 划线交叉表示出总段（见附录 A-图 A.3、图 A.4，附录 C-图 C.3、图 C.4）。 4.3.2 无论是总段划分还是分段划分由于不同的船坞的起重能力不一样,则必须出二份总 段和分段的划分图。 5 设计方法。 5.1 底部分段。 5.1.1 分段长度
a）机舱分段可以两层总组或机舱分段一层总组，完成区域内管系、设备、电缆及单 元的安装，提高区域的阶段完整性；
b）按重量艉部尽量划分成一个总段，利用地坑法总组，将铸钢件在总组阶段安装到位， 减少船坞工作量；
c）艏、艉部分在重量和尺寸允许的情况下，应尽量划分为总段。艏总段的横向接缝 宜设在艏尖舱壁后 1500mm 处，艉总段的横向接缝宜设在机舱前壁 1500mm 处（见附 录 A-图 A.3，附录 C-图 C.3）；
d）分段的划分应有利于最大限度地采用自动和半自动焊接。为此，船体平行舯体以 及平直部分的分段尺寸，可划得大些，艏艉部位曲型较大的分段则可划得小些。 同时，曲度较大不能采用自动焊的部分，应尽可能不要与平直部分划在同一分段 内；
e）单一产品的分段，应尽可能利用结构上的特点，减少或简化制造分段所需的工艺 装备（如胎架、加强材等）；
f）分段应具有足够的刚性，使不致因焊接、火工校正及翻身吊运而引起较大的变形。 3.1.2 工艺和施工条件：
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Q/SWS 52-001-2005
a）货舱区平行舯体部分，要充分利用平直分段流水线，满足平直分段流水线的生产 工艺要求，并保证平直分段的重量和尺寸在平直分段流水线的生产能力范围之内 (原则上尺寸在 20 米×20 米以内，高度在 5 米以内，少量分段高度可在 8 米以内)； 单壳散货船的上下边水舱分段主要考虑尺寸和形状，同时也要考虑加强和翻身吊 运的方便性，要满足曲面生产中心的生产能力 (原则上尺寸在 20 米×20 米以内， 少量分段可超长，高度在 12 米以内)；艏、艉分段以结构合理性划分；
焊接机器人的设计与制造
焊接机器人的设计与制造一、背景介绍随着科技的进步和人工智能的发展，机器人在生产制造中的应用越来越广泛。
对于焊接产业而言，传统的手工焊接方式效率低、周期长、人力成本高，而机器人的应用能够提高焊接的质量、效率和稳定性，减少人力成本，因此受到了广泛的关注和应用。
二、设计要素焊接机器人的设计要素主要包括机械结构、电气控制以及焊接工艺等方面。
对于机械结构而言，焊接机器人需要具备足够的稳定性、运动灵活性和精度，同时还需要考虑适应不同焊接场景的可操作性和灵活性。
对于电气控制而言，需要考虑机器人的运动控制以及数据处理等方面，以保证机器人在不同场景下能够实现灵活的操作和控制。
在焊接工艺方面，需要考虑焊接的材料、厚度和工件形状等因素，以确定焊接工艺参数和操作流程。
三、制造过程制造焊接机器人主要分为机械结构制造、电气控制系统的组装和焊接工艺调试等过程。
在机械结构制造方面，需要采用注塑成型等工艺对一些机械零部件进行制造；在电气控制系统的组装方面，则需要对不同的电气元件进行组装，包括电机、减速器、传感器和控制单元等。
最后，需要对焊接参数进行调试，以保证设备在使用过程中的稳定性、精度和焊接质量。
四、应用展望随着机器人技术的不断发展，焊接机器人在制造业中的应用将更加广泛，尤其是在汽车制造和机械制造等领域。
未来，焊接机器人将逐步实现智能化，通过数据采集、分析和处理等技术，实现自主控制和自我优化，提高生产效率和质量。
五、结论设计和制造一台高品质的焊接机器人需要涉及多个领域的知识和技能，涉及机械零部件制造、电气控制和焊接工艺等方面。
只有在这些方面有深入的研究和实践，才能使机器人达到高效智能的操作水平。
焊接机器人的发展趋势是智能化、灵活化和高效化，这将进一步推动焊接领域的发展，提高焊接产品的质量和可靠性。
面向机器人应用的船体焊接工艺设计技术体系
面向机器人应用的船体焊接工艺设计技术体系随着船舶制造业的发展，机器人焊接技术在船体焊接领域得到了广泛应用。
机器人焊接技术能够提高焊接质量和效率，减少人力资源的浪费。
面向机器人应用的船体焊接工艺设计技术体系是指根据船体焊接的特点和机器人应用的需求，对焊接工艺进行系统化设计和优化，确保焊接过程稳定、安全和高效。
船体焊接工艺设计技术体系主要包括以下几个方面：1.焊接工艺规范的建立：根据船体焊接的特点，制定相应的焊接工艺规范，并建立起一套完善的焊接工艺标准，明确焊接参数、设备要求、检测标准等。
焊接工艺规范的建立可以为后续的焊接工艺设计提供指导和依据。
2.材料特性的研究：船体焊接过程中常用的材料包括钢板、铝合金等。
了解材料的特性对于焊接工艺的设计至关重要。
需要研究材料的化学成分、物理性能和热力学特性等，以确定合适的焊接方法和焊接参数。
3.焊接接头设计：根据船体的结构和要求，设计合适的焊接接头形式，包括搭接焊接、对接焊接等。
在设计焊接接头时需要考虑焊接的连续性、强度和密封性等因素，并结合机器人的工作方式和灵活性，确定最佳的焊接接头形式。
4.焊接工艺参数的选择：根据焊接接头的类型和材料的特性，选择适当的焊接工艺参数，包括焊接电流、电压、焊接速度、间隙等。
通过试验和实践，确定最佳的焊接工艺参数，以实现焊接质量的提高和生产效率的提升。
5.焊接工艺仿真技术的应用：利用焊接工艺仿真技术预测焊接过程中可能出现的问题，如焊缺陷、变形等。
通过仿真可以模拟整个焊接过程中的热力学变化和金相组织演变，帮助优化焊接工艺参数，避免出现焊接缺陷。
6.焊接工艺质量控制的技术应用：利用先进的传感器和检测设备，实时监测焊接过程中的温度、电压、电流等参数，并及时反馈给机器人控制系统进行调整。
通过焊接工艺质量控制技术，保证焊接质量的一致性和稳定性。
7.焊接工艺自动化控制的技术应用：利用机器人的自动化控制技术，实现焊缝的规划和轨迹的控制。
通过先进的控制算法和传感器，提高焊接精度和速度，并实现焊接过程的自动化、智能化。
船舶机器人设计理念
船舶机器人设计理念船舶机器人设计理念船舶在确定与港口相对应的风险范围时，以大于允许的停泊速度接近时，容易发生事故。
因此，本研究开发了一种机器学习策略来预测船舶在港口接近时不安全停泊速度的风险范围。
为了进行分析，输入参数基于影响停泊速度的因素，并在大韩民国的油轮码头测量了输出参数，即停泊速度。
采用九种机器学习分类算法对每个模型进行分析，并通过基于混淆矩阵的评价方法选择前四个最优模型。
通过分析，发现额外的树、随机森林、套袋和梯度增强分类器是很好的模型。
通过使用接收算子特征曲线进行测试，证实了最危险停泊速度范围曲线下的面积最高，从而对风险范围进行了适当的分类。
因此，所导出的模型可以在接近港口之前对不安全停泊速度的风险范围进行分类和预测，因此可以安全地停泊船舶。
为了装载和排放停泊在码头上的船舶，主要使用以下程序。
首先，船舶进入港口，以安全的接近速度接近码头。
第二，当船舶接近码头设施时，与设施平行，船体与设施的一部分接触，如挡泥板。
船舶第一次与码头设施接触时产生泊位能量，然后被挡泥板吸收，使船舶能够安全停泊。
然而，如果船舶超过码头或码头的允许停泊能量，可能会发生事故，如码头设施损坏和船体损坏；因此，安全管理人员，如港口管理人员和船舶操作员，必须作为船舶泊位密切关注。
设计指南，如PIANC（世界水运基础设施协会）、英国标准、欧亚联盟标准和西班牙设计手册建议通过应用安全边际来设计码头的靠泊能量。
然而，随着船舶日益大规模发展的迅速推进，超过码头设施停泊能力的停泊频繁发生。
根据大韩民国海洋和渔业部的调查，对14 个贸易港口的分析显示，平均约30%的进出港口船舶超过上述港口的码头设计标准。
此外，船舶规模的平均超额率约为200%。
例如，2017年10月，迪拜杰贝尔阿里港的一个码头设施被摧毁，因为一艘超过停泊能力的船舶以超过港口限制的速度停泊。
船舶焊接机器人技术的研究现状及应用
船舶焊接机器人技术的研究现状及应用船舶制造是重要的国家战略产业之一，也是一种充满挑战的工业制造。
在现代船舶制造中，焊接技术一直是最重要的生产工艺之一。
然而，传统的船舶焊接方法存在许多限制，如人工焊接速度慢、质量难保证、劳动强度大等问题。
因此，为了提高船舶制造的效率和质量，船舶焊接机器人技术应运而生。
在船舶制造中，机器人焊接技术已经得到广泛应用。
近年来，随着机器人工业的快速发展，船舶焊接机器人也在不断发展。
目前，国外一些先进国家已经开始使用船舶焊接机器人，如日本、德国、韩国等，这些国家的企业在焊接机器人方面均有比较成熟的技术。
船舶焊接机器人技术的研究重点包括机器人的结构设计、控制系统和焊接工艺等方面。
机器人结构设计船舶焊接机器人需要具有稳定的结构和灵活的运动性能，能够适应不同的焊接工艺和船体结构。
因此，机器人结构设计是非常关键的。
目前，传统的船舶焊接机器人大多采用Gantry结构，其特点是结构稳定，能够承受重量大的焊接设备，但操作空间较小，适应性差。
目前，国外一些企业已经开始研发新型的船舶焊接机器人，如ABB公司的IRB7600Gantry焊接机器人和Fanuc公司的M710iC/70焊接机器人等，这些机器人采用Swing-Arm结构，操作空间较大，可适应多种焊接工艺和船体结构。
控制系统船舶焊接机器人需要具备高精度、快速和稳定的控制系统，以确保焊接质量。
因此，机器人控制系统是机器人技术中最重要的组成部分之一。
目前，控制系统主要分为两种，即在线控制和离线编程。
在线控制是指机器人操作员直接对机器人进行控制和监控，适用于一些简单的焊接任务；而离线编程是指事先编写焊接程序，将程序上传到机器人，机器人通过程序进行操作。
离线编程能够提高生产效率和自动化程度，但需要提前对焊接流程进行规划和优化。
焊接工艺船舶焊接是一种复杂的工艺，焊接质量直接影响船体的安全性能。
因此，船舶焊接机器人的焊接工艺研究是非常重要的。
目前，船舶焊接机器人主要采用了MIG/MAG、TIG、PLASMA、LASER等各种焊接工艺。
船体双壳分段机器人焊接技术研究
江苏科技大学硕士学位论文船体双壳分段机器人焊接技术研究姓名：许伟龙申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：邹家生2010-03-25摘要本文针对当前国内船厂船舶格子间结构生产过程中的生产效率低、焊接质量差、生产环境差的现状，以及人为因素影响大、生产工人劳动强度高、变形复杂等问题提出了使用机器人进行焊接的思路，并提出了龙门架式机器人焊接系统和行车吊篮式机器人焊接系统两种总体思路，通过两种方案现实情况及优缺点的比较，确定选用后者作为主要研究对象。
根据格子间结构机器人焊接系统的要求，对焊接系统中所需的机器人、焊接电源、送丝系统等设备进行了合理地选择，确定了焊接系统所需设备，并进行了详细介绍。
根据现场施工的要求，对行车吊篮式机器人焊接系统的布局进行了合理化设计，对三种布局进行了对比分析，确定选择了布局方案，并根据方案完成了吊篮的加工制作以及设备的安装。
本文应用Kuka Sim Pro软件，建立行车吊篮式机器人系统模型，开展机器人焊接系统的仿真试验研究，以验证焊枪的可达性以及机器人工作站方案的可行性。
采用基于Kuka Sim Pro的编程技术，将机器人运动学应用于仿真系统对焊接机器人的控制，得出机器人焊接的最佳路径。
并利用模拟仿真的结果对机器人内部软件设置进行修改，以达到软限位，来获得安全的工作环境。
本文主要研究T型接头机器人焊接工艺，通过研究各焊接参数，根据焊接工艺要求优化制定了机器人平角焊、立角焊在焊件表面有漆且间隙不同情况下的工艺参数。
本文通过对格子间结构机器人示教，验证了机器人在格子间内部的可达性，根据船舶焊接工艺，制定了焊接顺序。
完成了对格子间结构模拟件的焊接，验证了机器人工作站应用于格子间结构实际生产的可行性。
采用机器人焊接工艺与原有手工焊接工艺相比，焊缝成型美观，焊接质量稳定，提高了生产率，具有较大的社会和经济效益。
关键词格子间结构；机器人焊接系统；焊接工艺；模拟仿真AbstractThe current production process of cabin cubicle structure in the domestic shipyard has such problems as follows: low productivity, poor quality of welding and status of the production environment, great human factors, high labor intensity, and deformation complex, e.g. .To solve these problems, the idea of using robots for welding was proposed. And two specific design ideas were put forward: gantry frame r obot welding system and crane hanging-basket type robot welding system. Through comparing the actual situation, the advantages and disadvantages between the two programs, crane hanging-basket type robot welding system was chosen as the main research object.According to the requirements of cabin cubicle structure welding system, reasonable choice of robot, welding power source, wire feed system and other equipment for the welding system was made, and a detailed description of the selected equipment was made in this paper. According to the requirements of the construction site, three plans for the distribution of the crane hanging-basket type robot welding system were designed. And one distribution plan was determined by comparison. The basket manufactured and processing equipment installed was completed based on programs.In this paper, Kuka Sim Pro software was used to build the model of the crane hanging-basket type robot welding system. The simulation research of the robot welding system was also operated by the software to test and verify the accessibility of welding gun and the feasibility of the robot welding station. The robot kinematics was applied in the simulation system control of welding robot, and then the best robot welding path was obtained. And simulation results were used to modify the internal software setting of robot in order to achieve the soft limit to get a safe working environment.Research on the robot welding technology of T-type joint was carried out then. Through studying the welding parameters and according to process requirements, the processing parameters under different condition were developed.In this paper, through teaching the robot, the accessibility of the robot inside the cabin cubicle structure was tested and verified. According to the requirements of ship welding process, reasonable welding sequence was also formulated. The complement of welding simulation parts of cabin cubicle structure certified the feasibility of the application of the robot work station in actual production.Compared to the original hand-welding process, the robot welding process has such advantages as follows: better appearance of weld, stable welding quality and high efficiency, and, all in all, the application of robot welding has great social and economic benefits.Key words cabin cubicle structure; robot welding system; welding technology; simulation江苏科技大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
在船舶建造中焊接机器人的运用浅探
在船舶建造中焊接机器人的运用浅探发布时间：2021-03-16T02:15:00.991Z 来源：《中国科技人才》2021年第4期作者：蔡建峰[导读] 2018年12月中华人民共和国工业和信息化部发布了《推进船舶总装建造智能化转型行动计划（2019—2021）》，该行动计划明确提出了要加快新一代信息通信技术与先进造船技术的融合，逐渐实现数字化、网络化、智能化的结合，表明以“智能工厂、智慧制造”为主导的智能船舶建造工业革命已经悄然来临，船舶企业的转型升级是当前大环境下的形势所趋。
蔡建峰江南造船（集团）有限责任公司摘要：2018年12月中华人民共和国工业和信息化部发布了《推进船舶总装建造智能化转型行动计划（2019—2021）》，该行动计划明确提出了要加快新一代信息通信技术与先进造船技术的融合，逐渐实现数字化、网络化、智能化的结合，表明以“智能工厂、智慧制造”为主导的智能船舶建造工业革命已经悄然来临，船舶企业的转型升级是当前大环境下的形势所趋。
关键词：船舶建造；焊接；机器人；运用1船舶管道焊接机器人技术船舶建造过程主要分为船体和管道的加工，管道生产加工占船舶建造总工时的8%～12%，常见的管道结构类型有直管、弯管、锥形过渡管、偏心过渡管、等径三通管及马鞍形连接管等。
由于其多样化、多品种、离散性的特点，使得手工焊在管道加工过程中容易出现成形质量差，合格率较低等情况，因此对管道焊接自动化的研究从未停止。
首先是管道焊接过程中的对接问题，传统的管道对接焊主要依靠工人经验，先在管道连接处进行划线、定位、定位焊后再进行焊接，这不仅不能保证高效率和高质量，而且很费时。
浙江大学的HaocaiH针对船舶管道对接问题，开发了一种新型船舶管道焊接辅助装置（SPWAD），该结构结合液压电子锁装置，能够更方便、更可靠地对齐、居中和锁定两条焊接管道；其次是管道焊接机器人装备的设计，由江苏科技大学、上海外高桥造船有限公司和昆山华恒焊接设备技术有限公司，结合机器人位置传感技术、电弧跟踪技术、机器人协同主从控制技术，以及开启式变位机链轮传动装置和MIG自动焊接专家系统等，研发了国内第一条船用管-管、管-法兰主从机器人焊接生产线。
船舶制造焊接机器人应用关键技术
船舶制造焊接机器人应用关键技术近年来全球造船市场持续低迷，接单难、交船难和产能过剩是各国船厂都需应对的难题，市场需求的变化引发整个产业的布局重新调整，迫使船厂采用智能制造代替传统的生产方式。
智能焊接是智能制造的代表，在船舶建造过程中，焊接工作量占到40%以上，焊接设备的智能化升级对于船舶建造的质量控制、效率提升和工作危险度降低而言具有重大意义。
近年来，我国已有大型船企开始尝试采用机器人焊接技术进行船舶结构焊接，不仅得到了国家有关政策的支持，而且受到了企业的欢迎。
标签：焊接;机器人;关键技术;船舶制造一、简述焊接作业机器人焊接作业机器人，依据不同生产对象，可被划分成型材和管材焊接作业机器人、便捷性焊接作业机器人、中组立形式焊接作业机器人、小组立形式焊接作业机器人。
小组立形式焊接作业机器人，其部件结构重复、单一，比较适宜应用在机器人流水线生产当中，故被广泛应用在船舶制造中。
二、船舶智能制造及试点初步探究船舶智能制造的载体和集中体现是智能船厂。
目前，国外先进船企正处于由“工业3.0”向“工业4.0”推进阶段，还没有实现真正意义上的智能船厂。
智能船厂暂时没有一个清晰权威的定义，本文初步探讨其内涵。
智能船厂是数字化、网络化、智能化技术与造船技术的交叉融合，是融合物联网、工业大数据、云计算和人工智能等新兴技术及先进管理概念，是具有较高水平的现代造船模式，是以数字化产品设计和大数据支撑的信息系统平台、数字化智能化制造生产线及装备、精益管理体系、生产流程管理与调度的智能化等重点的系统集成，以自动化、数字化、网络化和智能化技术为实现手段，以卓越运营为目标，将营销、设计、生产、管理和服务等各环节动态优化、有机融合，并相互渗透的船舶制造业，具备高度自动化、数字化、可视化、模型化以及集成化等特征。
三、关键技术3.1采集模型信息焊接作业机器人，依据其内部的控制系统、模型数据，采集模型信息技术可划分成3D基础模型导入与离线编程、现场采集与自动识别2种。
大型船舶舱室多分段机器人焊接系统优化设计
大型船舶舱室多分段机器人焊接系统优化设计
花磊;许燕玲;韩瑜;侯震;陈善本
【期刊名称】《上海交通大学学报》
【年(卷),期】2016()S1
【摘要】针对目前大型船舶舱室多分段焊接焊缝众多、空间狭小和焊接效率低下的特点,本文在原有吊装式舱室机器人焊接系统的基础上,设计了一套优化的导轨式舱室机器人焊接系统,尤其是对舱室众多的典型T型焊缝,该系统具有快速、高效、柔性好的特点,能很好地完成舱室多分段焊缝的焊接.
【总页数】4页(P36-39)
【关键词】机器人焊接;导轨式;吊装式;多分段焊接
【作者】花磊;许燕玲;韩瑜;侯震;陈善本
【作者单位】中船重工第七一六研究所;上海交通大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG409
【相关文献】
1.中船重工716研究所自主研发的船舶制造多功能舱室焊接机器人正式上岗 [J], 齐欣;
2.大型船舶分段焊接智能车间标准体系研究 [J], 史超;廖良闯;费宇霆;富威
3.大型船舶分段焊接数字化车间总体架构研究及试验验证 [J], 钮会武
4.大型船舶分段焊接数字化车间总体架构研究及试验验证 [J], 钮会武
5.大型船舶分段装配过程中的焊接变形 [J], 张天柱;孙新艺
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船舶构件是船舶的主要支撑构件，有成千上万个零件构成。
构件的装配与焊接是造船的主要任务之一，船体装配和焊接的工作量，占船体建造总工作量的75％以上，其中焊接又占一半以上。
故焊接是造船的关键性工作，它不但直接关系船舶的建造质量，而且关系造船效率。
近代造船技术的发展过程是由手工操作向机械化、自动化迈进的过程。
自50年代起，船体建造用焊接取代了铆接，使船体建造由过去长期使用的零星散装方式改进为分段装配方式，大大提高了造船效率。
焊接方法从全手工焊接发展为埋弧自动焊(见埋弧焊)、半自动焊、电渣焊、气体保护电弧焊。
自60年代中期起，又有单面焊双面成形、重力焊、自动角焊以及垂直焊和横向自动焊等新技术。
焊接设备和焊接材料也有相应发展。
由于船体结构比较复杂，在难以施行自动焊和半自动焊的位置仍需要采用手工焊。
结合焊接技术的发展,自60年代起,在船体部件和分段装配中开始分别采用 T型材装焊流水线和平面分段装焊流水线。
T 型材是构成平面分段骨架的基本构件。
平面分段在船体结构中占有相当的比重，例如在大型散装货船和油船上，平面分段可占船体总重的50％以上。
平面分段装焊流水线包括各种专用装配焊接设备，它利用输送装置连续进行进料、拼板焊接以及装焊骨架等作业，能显著地提高分段装配的机械化程度，成为现代造船厂技术改造的主要内容之一。
充分认识船舶构件在船舶建造中的作用，合理选择船舶结构用的材料，利用合理的焊接方法，制定焊接工艺，同时指导生产实践，作为船舶建造的生产指导书。
“产品的质量是企业的生命”,良好的船舶建造质量是保证船舶安全航行与作
业的重要条件,船体的结构强度要求焊缝保证一定的强度,能承受强风浪的冲击,如果焊接接头存在严重的焊接缺陷,在恶劣的环境下,就有可能造成部分结构断裂;甚至引起断船沉没的重大事故.据对船舶脆断事故调查表明,40%的脆断事故是从焊缝缺陷处开始的"笔者所接触的船厂,在造船质量方面存在的主要问题就是焊缝质量的缺陷.因此,焊接质量检验尤为重要,做到及早发现焊接缺陷,对焊接接头的质量做出客观的评价;把焊接缺陷限制在一定的范围内,以确保船舶航行安全和水上人命财产安全"
焊接缺陷的种类较多,按其在焊缝中的位置不同,可分为外部缺陷和内部缺陷。
常见的焊接外部缺陷有:焊缝外形尺寸和形状不符合要求!咬边!焊瘤!弧坑!表面气孔!表面夹渣及焊接裂纹等;内部缺陷有:气孔!夹渣!焊接裂纹!未焊透等"在船舶建造过程中,影响焊接质量的因素很多,如钢材和焊条质量,坡口加工和装配精度,坡口表面清理状况及焊接设备!任何一个环节处理不当，都会产生焊接缺陷,影响焊缝质量。
但是最主要原因也是最可以人为控制的焊接工艺参数，应当合理选择焊接工艺，不断开展焊接工艺评定工作，提升船舶构架以及船体的连接强度。
船舶焊接技术是船舶工业的主要关键工艺之一，船舶焊接技术的进步推动了造船技术的发展，同时造船技术的发展也促进了焊接技术的发展。
进入新世纪以来，世界经济稳定增长，航运业持续发展，世界造船市场呈现兴旺势头；科学技术也在飞速发展，许多先进制造技术在造船领域得到应用，现代造船技术正朝着高度机械化、自动化、集成化、模块化、计算机化方向发展。
在计算机技术快速发展的今天，CAD/CAM技术得到广泛的应用，目前世界上许多重要的造船企业都在加快CIMS技术的开发和应用，世界上几乎所有重要的企业都在不同程度地推进本企业内部的网络化建设。
在日本、韩国的先进造船企业中，对现代生产管理模式探索和创新的效果非常明显，造船模式正在由集成制造
模式向敏捷制造模式迅速演变，形成“空间分道、时间有序”的顺畅工艺流程。
现代造船已使用部分自动化设备来代替人操纵各种机械，广泛运用了数控切割技术，美国、英国、芬兰等许多国家在船舶建造中都相继不同程度的采用了自动化装备和机器人。
此外，自动焊接技术、成组制造技术和柔性制造技术等都在广泛应用。
焊接技术也随着造船技术不断进步，焊接技术的实力决定了一个地区的造船能力。
世界船舶焊接技术沿着高效、自动、智能化发展。
纵观国内外造船企业的造船模式，主要流程基本相同，为零件→部件→分段→总段→船台（坞）搭载。
于此相对应，所采用的焊接技术也大同小异。
在部件、分段、总段等中间产品的生产制造阶段采用自动化程度很高的大型生产焊接装置，在船台搭载时采用单机自动化装置。
从小合拢到大合拢，从平面到曲面，日本的船厂均实现了高效自动化焊接。
NKK津船厂的小合拢采用各种轻便型自动水平角焊机及门架式多关节机器人焊接低构架肋板框架、平板部件；构架的肋板与纵桁之间以及与纵骨之间的角焊缝；构架与底板的水平角焊缝则采用门架式机器人或多台小型机器人进行"井"字形构件内水平和立向自动角焊；曲面分段外板的拼接，在大型焊接变位机上采用小车或双丝串列摆动单面MAG自动焊进行焊接，以取代传统的FAB法，或采用半门架 4 轴数控机器人进行焊接，而三维曲板的单面焊和纵横构件在曲形外板上的装焊尚在研究中；大合拢除舷侧旁板平直部分对接缝采用垂直气电焊外，还采用横向自动气电焊。
船体内底板和上甲板对接焊采用 FAB 单面埋弧自动化焊，或采用移动式轨道或无轨道焊接机器人进行单面 MAG 对接焊。
搅拌摩擦焊技术在日本许多船厂也获得应用。
三井造船厂于 2004年将搅拌摩擦焊技术用于高速货船上层建筑的建造，该船已投入使用多年且性能良好。
日本 Sumitomo轻金属公司采用搅拌摩擦焊技术生产铝质蜂窝结构板件和耐海水的板材。
其中耐海水的板材由5块宽度为250mm 的 5083 铝合金挤压板连接成一块尺寸为 1250 mm ×500 mm 的铝合金板。
由于焊缝根部和背面具有良好的平整性而被用作船舱的壁板。
韩国造船工业在政府的大力支持和自身的努力下，通过引进国外先进技术和自主研发进行造船装备的自动化改造，从而迅速崛起。
大宇重工的玉浦船厂从新1995 年起通过采用含有机器人的型平面分段生产线等各种现代化造船装备，大大提高了劳动生产率，走了一条不依靠扩充造船设施就能提高造船能力的捷径。
三星和现代两大集团，在船厂的平面分段流水线的拼板、骨材装焊等环节也应用了机器人，以提高生产效率。
三星重工采用爬行式机器人自动焊接油轮侧壁。
大宇造船厂联合韩国釜山国立大学采用离线编程、虚拟技术将焊接机器人应用于造船工业中。
韩国Pukyong 国立大学的 Kam Bo 等人研制了一种体积小巧、质量轻的轮式智能焊接机器人，已用于船体"井字形构件的焊接。
美国船厂从 20 世纪 80 年代起就将机器人列为船厂的适用技术。
在新技术开发和应用方面，美国一直走在世界前列。
由美国海军资助，美国宾夕法尼亚州立大学联合国家钢铁与造船公司开发的激光 -MIG 复合焊技术成功地应用于T-AKE 级战斗后勤补给舰管系的焊接，为造船厂节省50万美元的成本。
美国海军制造技术（ManTech）资助项目——移动式激光电弧复合焊系统（Mobile Hybrid Laser Arc Welder）开发时间从 2007 年 11 月到 2008 年 12 月，开发出一套搭载激光复合焊接系统的移动设备，用船厂角焊缝的焊接。
此外，美国海军 ManTech项目对先进两栖攻击艇中 2519 铝合金采用搅拌摩擦焊也取得了成功。
经过 50 多年的发展，中国已成为世界造船大国。
目前，我国造船焊接工艺已发展到 40 多种典型焊接技术除了在散货船、油船、集装箱船等主力船型上应用之外，还在液化天然气船（LNG）、液化石油气船（LPG）、海洋浮式生产储油船（FPSO）、超大型油船（VLCC）、军用船等高技术、高附加值船舶上获得广泛应用。
从最早的国外引进到自主开发，平面分段流水线已成为我国大中型船厂不可或缺的生产线，包括平板拼接、构件角接等焊接工位，主要采用多丝埋自动焊和多电极 CO2气保护焊等工艺，生产效率很高，图 3 为外高桥造船有限公司双丝埋弧焊焊接实况.
各种形式的焊接接头主要包括船体结构内部和舷部外侧各个部位的五种焊缝类型（垂直面的立向对接焊、横向对接焊、垂直立角焊、水平面对接焊、水平角焊）。
自"九五"以来，我国专业从事船舶焊接工艺研究的单位针对这五种类型焊缝开展了相应的机械自动化焊接工艺和设备的开发和应用研究。