在厚板焊接領(lǐng)域，多層多道自主規(guī)劃是實(shí)現(xiàn)智能化焊接的關(guān)鍵方向。傳統(tǒng)焊接方法高度依賴人工經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際生產(chǎn)中，常因工件裝配狀態(tài)不一致、坡口加工精度難以保證、焊接過程中的動(dòng)態(tài)變形等問題面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，通過視覺傳感與算法規(guī)劃技術(shù)實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化和智能化，已成為行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要途徑。

 

什么是多層多道焊接？

多層多道焊接是厚板焊接中常用的工藝方法，其基本原理是通過多層多道的焊接方式逐步填充坡口，最終形成完整的焊縫。根據(jù)坡口類型和焊接要求，多層多道焊接通常分為打底層、填充層和蓋面層三個(gè)層次，不同層次采用不同的規(guī)劃原則，根據(jù)層底部掃描寬度與焊縫模型，自適應(yīng)規(guī)劃出焊接工藝與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑。其步驟包括：

1、焊道劃分

將焊縫的橫截面劃分為多個(gè)焊道，每個(gè)焊道的寬度和高度根據(jù)焊接工藝參數(shù)確定，通常采用等高法或等面積法進(jìn)行劃分。

2、路徑生成

根據(jù)焊道劃分結(jié)果，生成每層每道的焊接路徑。路徑規(guī)劃需要考慮焊槍的起始點(diǎn)、終止點(diǎn)、焊接速度、擺幅等參數(shù)。

3、焊槍姿態(tài)規(guī)劃

根據(jù)焊縫的形狀和坡口角度，規(guī)劃焊槍的姿態(tài)，確保焊槍與焊縫之間的相對位置和角度符合焊接工藝要求。

在層道分布規(guī)劃時(shí)，打底層的焊接工藝參數(shù)（如電流、電壓、送絲速度）主要基于數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的工藝數(shù)據(jù)通過查詢和推理獲得，填充層及蓋面層工藝參數(shù)基于填充模型進(jìn)行規(guī)劃，可動(dòng)態(tài)計(jì)算出適合當(dāng)前層道位置的焊接參數(shù)。最終系統(tǒng)可自動(dòng)生成多層多道焊接所需的空間位置和姿態(tài)，推導(dǎo)出相應(yīng)的焊接工藝參數(shù)集，構(gòu)成針對復(fù)雜厚板焊接的多層多道路徑規(guī)劃。

 

01

 多層多道自主規(guī)劃的重要性

層道排布自主規(guī)劃的核心作用

多層道焊接的層道排布自主規(guī)劃，是通過智能算法結(jié)合傳感技術(shù)確定焊道數(shù)量、順序、位置及配套焊接參數(shù)的核心技術(shù)，在船舶制造、橋梁建設(shè)等中厚板焊接場景中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

保證焊接質(zhì)量：該規(guī)劃能精準(zhǔn)控制每道焊縫的形狀與熱輸入，避免未焊透、燒穿等問題，確保整個(gè)焊接接頭的強(qiáng)度、韌性等核心性能達(dá)標(biāo)。

保障焊接過程穩(wěn)定：自主規(guī)劃可提前規(guī)避焊槍碰撞風(fēng)險(xiǎn)，通過實(shí)時(shí)檢測待焊層尺寸，動(dòng)態(tài)調(diào)整焊槍位置與姿態(tài)，補(bǔ)償裝配誤差和熱變形帶來的偏差，避免焊接過程中出現(xiàn)焊道偏移、干涉等問題。

支撐自動(dòng)化焊接：明確焊接層數(shù)、道數(shù)及機(jī)器人移動(dòng)路線，實(shí)現(xiàn)離線路徑布局編程，并按預(yù)設(shè)程序自動(dòng)完成焊接，擺脫對人工示教的依賴，為焊接過程的自動(dòng)化、連續(xù)化提供核心支撐。

 

解決核心問題

質(zhì)量缺陷控制：自主規(guī)劃通過激光傳感檢測和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)時(shí)調(diào)整焊道參數(shù)與排布，精準(zhǔn)控制誤差，減少未熔合、氣孔、變形過大等缺陷產(chǎn)生。

適應(yīng)復(fù)雜工況：通過圖像處理提取焊縫特征，結(jié)合不同工況的數(shù)學(xué)模型調(diào)整策略，應(yīng)對焊縫寬度變化、坡口不規(guī)則、裝配間隙波動(dòng)等復(fù)雜情況。

平衡效率與質(zhì)量：自主規(guī)劃通過優(yōu)化焊接順序和焊道布局，在保證質(zhì)量的同時(shí)最大化焊道面積，減少焊道數(shù)量，兼顧效率與質(zhì)量。

 

02

江蘇北人多層多道自主規(guī)劃技術(shù)

 

江蘇北人圍繞“智能-多源傳感融合技術(shù)、機(jī)能-運(yùn)動(dòng)規(guī)劃系統(tǒng)、技能-工藝智能化技術(shù)”，賦予焊接機(jī)器人“類人”的環(huán)境理解、自主決策和精準(zhǔn)操作能力，形成“自主感知-智能決策-精準(zhǔn)執(zhí)行”一體化的具身智能焊接機(jī)器人。

依托在焊接工藝的深厚積累，江蘇北人在具身智能焊接領(lǐng)域持續(xù)推動(dòng)技術(shù)突破與應(yīng)用落地。通過多層多道自主規(guī)劃技術(shù)，不僅有效解決了厚板焊接工藝難題，也為焊接智能化提供了可復(fù)制、可推廣的實(shí)施范本。

 

▼T型材對口：

 

▼軸頭：

 

 

▼車架：

 

 

多層多道自主規(guī)劃技術(shù)的成熟與應(yīng)用，正深刻推動(dòng)厚板焊接行業(yè)的升級和轉(zhuǎn)型。它精準(zhǔn)切入傳統(tǒng)焊接的核心難題，通過提升焊接質(zhì)量和效率，增強(qiáng)企業(yè)在高端制造領(lǐng)域的核心競爭力。它以智能化驅(qū)動(dòng)變革，推動(dòng)焊接行業(yè)從勞動(dòng)密集型向技術(shù)密集型跨越。多層多道自主規(guī)劃技術(shù)不僅降低了人力成本，緩解了生產(chǎn)安全壓力，更通過算法模型統(tǒng)一了質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，建立起規(guī)范化流程，為產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)健發(fā)展筑牢了根基。這也標(biāo)志著，焊接技術(shù)正從一門依賴人的技藝，逐漸進(jìn)化為可量化、可復(fù)制的系統(tǒng)科學(xué)。