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            开元焊接利器 助力港珠澳大桥建设

            2018-12-03 分享:

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              2018年10月24日,举世瞩目的港珠澳大桥正式通车。作为开元人,对这个消息更多了一份自豪与喜悦,因为我们用先进的焊接设备助力港珠澳大桥的建设,在世界最长的跨海大桥上留下了开元人的印记。由开元机器人系统有限公司设计、制造的“开元桥梁板单元机器人焊接系统”在大桥建设中有精彩表现。
                    2011年举世瞩目的港珠澳大桥建设,中国桥梁行业向开元提出了实现板单元焊接自动化的殷切希望,为开元人提供了又一个产业报国的机遇。
                    面对国家重点建设工程的需要,开元集团领导高度重视,柳宝诚董事长指示集团各相关公司要全力对应;杜总亲自指挥,从邀请大桥管理局领导和中铁山桥主要领导及专家来唐山开元考察、项目立项、方案制定、合同签订,直到成功验收投产的全过程运筹帷幄、协调推进。最终,在集团各相关公司、神钢专家和中铁山桥专家的共同努力下,开元桥梁板单元机器人焊接系统成功投入港珠澳大桥项目建设,不仅顺利通过了大桥局严格的工艺质量检查,而且大幅提高了生产效率,受到了桥梁专家的高度评价。在中铁山桥成功应用的带动下,其他承担港珠澳大桥钢结构制造的中铁宝桥、武船重工、振华港机、中泰桥梁等也先后引进了开元板单元机器人焊接系统,由此开启了中国桥梁钢结构焊接自动化的新纪元。

            有准备,才能抓住机遇。

                    2008年机器人公司成立后,成功启动了中国工程机械行业的焊接自动化进程,机器人系统订货数量逐年快速增长,但订货集中在工程机械一个行业。2011年初,机器人公司与神钢焊接系统部就开拓中厚板机器人新行业达成共识,并首先选择了桥梁行业,通过对骨干企业的走访,使用户对焊接机器人的优势有了一定了解。恰在此时,港珠澳大桥42万吨钢结构制造工程即将招标,大桥局领导提出要以港珠澳大桥建设为契机,用国际上先进的桥梁制造新工艺、新装备,改变以往以手工操作为主的传统工艺,提高国内桥梁制造的装备自动化水平。中铁山桥以机器人公司提供的板单元机器人焊接系统方案作为亮点制作了港珠澳大桥钢结构工程的投标文件,一举中标CB01标段的18万吨钢结构工程,并于2011年10月与开元签订了第一批8套系统24台机器人的采购合同,自2012年5月设备开始在现场安装调试, 7月份顺利通过用户终验收,7月18日在山桥产业园举行了港珠澳大桥钢结构制造工程的盛大开工仪式,柳宝诚董事长和杜总等领导应邀参加开工仪式。由于第一批机器人系统的成功应用,助力山桥中标美国桥梁的制造工程,并促成山桥采购了第二批机器人系统。今年为了深中隧道工程的建设,山桥又开始了第三次机器人系统的追加采购。与中铁山桥的成功合作,再次证明了机遇总是留给有准备的人。

            敢于创新,才能取得发展。

                    钢箱梁桥中有横膈板单元和U肋板单元。而U肋板单元当时在国内外尚无机器人焊接的先例,港珠澳大桥的钢箱梁中又以U肋板单元为主,而U肋板单元的焊接量更大、焊接质量要求更为苛刻,在传统的手工焊接生产中U肋板单元是钢箱梁制造中的瓶颈,因此用户更迫切希望实现U肋板单元的机器人自动焊接。我们在方案研讨过程中遇到了几个技术难点,首先是在长达16米的焊道上全部要求80%以上焊透但又不能焊漏;二是因为坡口角度、组对间隙的误差,要保证上述焊接质量要求,需要每台机器人实时自动调整焊接参数、同时主机器人又要将焊接速度实时通讯给系统中的其它机器人,实现多个机器人之间的实时协调、等待功能;三是每个板单元上面的U肋个数从2个到6个不等,而用户从提高效率考虑、迫切希望实现多机器人的同时焊接。这些技术难点相互关联、影响,按当时已有的技术手段,只能提供一套双机器人的系统方案,而这样的系统与当时已有的焊接台车相比在生产效率上的优势将大打折扣。是采用技术上有把握的、保守的双机器人方案,还是勇于创新、研制具有更高效率的多机器人系统方案,我们选择了后者!
                    在开元技术人员和神钢专家几十个日夜的艰苦努力下,攻克了多机器人通讯、防止干涉、避免闲置等一个又一个技术难点,经过对多个方案的反复对比优选,一套兼顾焊接质量、效率和机器人跟踪通讯功能的双半龙门四机器人双工位U肋板单元焊接系统方案最终被确定。同时为了确保前道工序的定位焊接质量和效率,我们又创新研制了一套可一次性完成钢板打磨、U肋组装压紧、机器人定位焊接的配套系统。
            正是这两套国内外首创的机器人系统的完美组合,再加上横膈板单元机器人焊接系统,在港珠澳大桥的钢箱梁制造中发挥了重要作用,不仅在质量上一次性通过了大桥局的严格检查,也使板单元制造这个瓶颈变成了最能保证桥梁建设进度的工序,18万吨钢箱梁按时、保质、保量地运到了港珠澳大桥的建设现场。中铁山桥钢结构一位分厂领导这样讲:“U肋板单元机器人焊接系统的一次焊接合格率和实际生产效率,远远超出了我们当初的预想!”

            严谨的工作态度,才能确保项目成功。

                    技术方案确定后,接下来是产品设计、制造、组装调试、焊接工艺试验等大量具体、细致的工作。与之前熟悉的工程机械行业的机器人系统有着很大不同,桥梁板单元机器人系统使用的是大跨度龙门结构,纵向行程长达50米,再加上U肋系统又是国内外首创,对于机器人公司年轻的机械、电气设计团队来讲难度可想而知。但他们敢于挑战、大胆创新,在面对涉及系统安全、精度、性能等关键点时组织技术、制造、焊接工艺等多部门反复研讨,关键部分还要请神钢专家审核。有时研讨会开到深夜,为了不影响第二天的设计进度,会后项目负责人还要马上整理研讨结果并用邮件发给大家,而且经常是在凌晨发出邮件。大家的目标就是把问题解决在图纸设计阶段,避免因设计不良造成制造返工。
                    在产品设计的同时,焊接工艺试验工作也在紧张进行,为了确保设备在交付前取得最合适的焊接参数,用户提供了十几吨的焊接试件,开元、神钢会同用户的焊接技术人员试验了不同坡口角度、不同焊接姿势、不同焊接材料、不同焊接参数,在大量试验数据的基础上,取得了针对港珠澳大桥板单元特点的优选焊接工艺组合,为保证焊接质量、提高焊接效率打下了基础。
                    正是设计、制造、安装调试和焊接技术团队的紧密配合和严谨的工作态度,保证了港珠澳大桥板单元机器人焊接生产线的按时投产和圆满成功。

            真诚合作,才能实现共赢。

                    港珠澳大桥板单元自动焊接生产线项目的成功,是开元、神钢、中铁山桥三方真诚合作的结果。随着项目的投产,一条产品质量优良、生产效率高超的自动化板单元生产线展示在世人面前,它把中国桥梁制造的装备水平提高到国际领先水平!受到了国家交通部、大桥管理局、国内外桥梁专家的高度评价,为中铁山桥在桥梁行业国际地位的提高、业务范围的扩展产生了积极影响;开元在为客户创造价值的同时,也拓展了新的行业,在大型龙门结构、多机器人焊接系统方面积累了经验,培养了人才;神钢在桥梁行业原有技术的基础上又取得了新的突破,并成功地利用机器人系统带动了焊接材料的销售,作为系统和焊材联合开发的典范获得了神钢集团的社长奖。该项目的成功实践,充分说明了只有真诚合作、才能实现共赢。
                   港珠澳大桥板单元自动焊接生产线、《大国重器》中的徐重转台自动焊接生产线、中集集团专用车车架自动化生产线、《中国建设者》之鲲鹏展翅中的中建钢构焊接机器人系统......这些令国人自豪的国之重器只是开元机器人公司创新研制的自动化装备的一个缩影。我们坚信,今后会有更多的国家重点建设项目使用开元创造的自动化焊接装备,就让我们怀着产业报国的信念,坚定信心、继续创造与挑战!(唐山开元机器人系统有限公司 李锡琛)






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