需求解析

技术需求基本信息

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技术研发指南

近年来,随着作业场景复杂化与任务精细化程度不断提升,对工业生产、装备制造等领域的自动化与智能化程度要求越来越高,目前已有的相关技术难以完全解决行业存在的问题。随着“工业4.0”和“中国制造2025”等相关政策、方针的提出,指明了工业生产制造的发展方向,将极大促进工业生产自动化和智能化的发展进程。

当前,在汽车、钢铁、建筑、工程机械、船舶制造等领域生成线中,中厚钢板的坡口加工是不可缺少的工序,坡口精度和一致性是影响工件后续组对和焊接质量的关键因素,上述工序和因素决定了生产品质的高低与产品的质量。因此,对坡口加工技术进行改革与创新具有重要意义,对于提升我国高端装备制造具有极大的现实意义。

但是,随着制造业的快速发展,以人工切割和半自动切割的传统坡口切割方式难以满足日益增长的工业需求。由于人工切割与半自动切割难以保证切割精度与切割效率,不能完成复杂形状切割,难以应用于复杂形状的切割,对于中厚钢板成品的制造造成了极大的影响。随着智能感知、自动控制和机器人等技术的快速发展,为解决上述瓶颈问题提供了思路。因此,利用机器视觉、机器人控制及传感等先进技术作为手段,研究能够自动识别工件类型、精确检测工件位置并自动进行切割的全自动坡口切割机器人具有重要的意义。

本产品通过先进的视觉算法、机器人控制技术对海量工件轮廓进行识别、分析与定位,利用机器人可实现工件全自动化坡口切割。具体而言,需解决以下难题:

1、工件类型识别。需针对工件的类型、形状等参数进行识别,并解决表面光滑度、环境光亮、灰尘影响、焊渣粘连等问题的干扰,能够快速、准确的自动识别工件类型。

2、工件轮廓高精度定位和提取。利用机器视觉能够精准提取和计算工件的边缘轮廓,精度需到亚毫米级,实现目标、相机、机器人三者的高精度的坐标变换;同时可根据识别的工件种类与位置,自动生成工件坡口加工轨迹。

3、机器人轨迹精准平滑控制。在工件切割轨迹约束下,需要保证机器人运动过程中的平稳与稳定,特别是机器人末端需要沿轨迹平滑、匀速运动,保证切割过程的高稳定性与高精度。同时,针对不同的坡口,需解决相应坡口轨迹段切换所导致的机器人姿态突变稳定性和精度等问题。

1、针对中厚钢板,可对不同厚度工件的直线、曲线进行“I”、“X”“Y”、“V”、“K”等常见类型坡口切割,并保持切割过程稳定、连续、平滑;

2、技术参数:坡口钝边误差≤1㎜,角度误差≤2.5°;

3、工件形状和种类不限。

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