清华大学学报(自然科学版)

作者：冯消冰, 王建军, 王永科, 陈苏云, 刘爱平

单位：1. 清华大学 机械工程系, 北京 100084;<br>2. 北京博清科技有限公司, 北京 100176;<br>3. 中石化第五建设有限公司, 广州 510145

关键词：大型结构件,全位置焊接爬行机器人,智能化,自动打底焊接,多层多道自动排道

大型结构件的焊接在船舶制造、油气化工、核电工程、能源电力、建筑钢构和轨道交通等高端制造领域中应用广泛,传统手工焊以及轨道小车、龙门吊等半自动焊已无法满足高效、高质量的焊接要求。大型结构件智能化焊接成为发展趋势,以无轨导全位置爬行焊接机器人为代表的智能化装备正逐步推动解决大型结构件的自动化焊接问题。该文首先系统介绍了国内外面向大型结构件焊接的智能机器人研究现状,并对有轨和无轨机器人的应用场景及优缺点进行比较,分析认为无轨爬行机器人的灵活性好、适应性强,更适用于大型结构件的焊接。其次,针对大型结构件多层多道焊接时因机械加工、装配、热变形、焊道过多、焊缝堆叠等导致的焊接精度及焊接质量难以保证等问题进行分析,认为自动打底和多层多道自动排道技术还存在多项难点亟待突破。最后,从自动打底、焊缝跟踪、多层多道自动排道方面对相关技术的探索进行归纳,预测了多模态深度学习和多传感器融合技术将成为引领焊接机器人发展的关键技术,为大型结构件的智能化焊接提供方向性指导。

来源：2023年第10期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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