學生研製“蜘蛛一號” 讓焊接更智能，效率高10倍

10月22日，科技日報記者從常州工程職業技術學院獲悉，由該校智能製造學院、創新創業學院師生聯合組成的項目組，通過自主研發和系統集成，研製出具有自主知識產權的“蜘蛛一號”小型焊接機器人，有效解決了焊接工序智能化改造中操作難、精度低、成本高的難題。日前，該項目獲得了第七屆中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽總決賽金獎。

該校智能製造學院教授李瑋副介紹，製造業智能化轉型升級過程中，國內眾多中小微金屬加工製造類企業面臨焊接工序智能化改造難題。市場上多數焊接機器人或是通過工人操控機器人手柄目測設置焊接軌跡，焊接精度較低；或是通過離線編程控制，准入門檻較高，設置焊接軌跡時間長、效率低，且多為閉源系統，部署成本高。

為解決這些難題，該項目組召集了來自物聯網技術、電氣自動化技術、焊接製造等專業的8名學生隊員，自主研發了對象級的路徑規劃自學習編程技術，通過採集手動控制焊槍沿焊縫移動的軌跡，信號採用優化的“導納”控制算法，自動記憶並生成控制程序，不僅實現操作零門檻，還將操作效率提高了10倍以上。

“我們重點針對非標件焊接的差異性，設計了一種加速度連續的高效樣條曲線插補法，實現了複雜運動軌跡的精準、平滑、高效實施，使位置重複精度可以媲美同級別的國外進口焊接機器人。自主研發的多接口融合技術配合開源系統，使產品可以靈活的與車間內原有的行車、AGV小車、運輸軌道完美融合，滿足不同生產場景的需求，極大地降低了部署成本。”該校創新創業學院副教授仇志海説。

團隊負責人、物聯網1921班學生黃志宇告訴記者，操作者只需拿着“蜘蛛一號”小型焊機器人的機械臂，圍着需要焊接的部位走上一圈，機器人就可以在這個過程中自主學習、自動編程、自行完成焊接，且平均60秒就可以快速設置焊接軌跡，從而解決實際工作場景中因頻繁切換焊接工件導致工作效率低的問題。

“‘蜘蛛一號’在中國航天晨光集團飛機異形特種零部件焊接測試中，將產品的合格率提升了7%，焊接週期縮短了15天。”該校智能製造學院博士生郭發勇説，無論直線焊、圓弧焊還是組合焊縫，“蜘蛛一號”都可以避免現有焊接機器人常見的不良焊縫問題。

記者瞭解到，目前，“蜘蛛一號”小型焊接機器人已經通過相關部門質量監督檢驗，機械系統、控制系統、人機交互系統均符合焊接機器人技術條件規定。