弧焊智能机器人在施工领域大显身手

■郑则群 李军平

人工智能从诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大。人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作，也可理解为是给人们减轻体力活动，更快捷、更安全的一个智能系统。

弧焊机器人是应用最多的一类工业机器人。据不完全统计，全世界在役的工业机器人中约有一半的工业机器人用于焊接领域。

弧焊智能机器人优势大

电弧焊时，存在弧光、烟尘、飞溅、热辐射等不利于操作者身体健康的因素，而使用弧焊机器人以后，可以使焊接操作者远离上述不利因素。特别是在核能设备、空间站建设、深水焊接等极限条件下，弧焊机器人可以替代人工进行危险的焊接作业。

机器人焊接可以保证每条焊缝的焊接参数稳定不变，焊接质量稳定。一台调度计算机控制一条弧焊机器人生产线，只要白天人工装配好足够的焊件，并放到存放工位，夜间就可以实现无人或少人生产，大大提高了焊接效率。并且只要通过修改智能机器人的程序就可以适应不同焊件的焊接，不但可以缩短产品改型换代的调整周期，而且可以减少相应的设备投资。

弧焊智能机器人施工 李军平/供图

土木工程施工应用

随着地下空间的进一步开发利用，地下连续墙钢筋笼制作工艺向自动化、智能化方向发展是大势所趋。地下连续墙钢筋笼体积大、钢筋直径较粗而且排布形式多样，具有实用性的地下连续墙钢筋笼焊接机器人应运而生。

地下连续墙钢筋笼焊接机器人长2米、宽9米、高2.5米，像是一台小型龙门架，设有6把焊枪独立工作，可以自动横向、竖向移动定位焊点，工作起来“方阵出战”颇有气势，人机交互的界面还可以快速设置不同的焊接参数以满足不同的工程需求。它的应用让焊工数量减少了50%，焊接效率提高了30%。

技术创新

相比传统工艺，地下连续墙钢筋笼焊接机器人在质量、安全、成本上有明显优势，并具备了新的特色功能。

机械式相对定位技术。钢筋网片焊点定位一直是钢筋网片自动化焊接的难题，研发人员使用机械式触碰开关的触发信号确定待焊焊点的平面坐标，以下压气缸的终位确定焊点的高度坐标。这种定位形式不仅稳定可靠，还具有较大的适应性，尤其适用于钢筋弯度大，焊点实际位置偏差较大的不利状态。

多机联动的自动化焊接技术。为了在钢筋笼宽度方向快速焊接焊点，研发人员沿宽度方向布置了6把焊枪，在宽度方向进行分区，6把焊枪在自动控制系统指引下，既同步又独立地在宽度方向进行焊接。这种设计方式不仅效率高，而且整个焊接过程全部由计算机控制，降人工、提质量、升效率的效果十分明显。

未来相关研发团队会持续对机器人进行深度研发和改进，一方面是扩展到桁架筋的焊接，另一方面是提高钢筋加工、排布的自动化程度，还将对焊接质量图像自动检测系统进行研制。

行业发展趋势

未来工程机械智能化渗透率会持续提升，电动化、物联网、智能化、共享化将是工程机械行业发展的重点。远程遥控无人驾驶，多品种机械一体化施工，未来科技将让施工更简单。

工程机械产品应用模块化设计，以多品种、多选装、新特异的发展战略应对市场需求。相较于标准化产品，个性化产品的研制成本会更高，是对企业能力与实力的最大考验，要促进企业引进先进技术、提高创新能力，以适应市场需求。

（作者：郑则群，福州大学土木工程学院；李军平，中铁宝桥集团有限公司）

本文原载于《中国建材报》12月19日7版

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