《中国制造2025》推动船舶制造机器人的应用

王绍昶

   《中国制造2025》“点名”高技术船舶作为船舶工业产业结构转向中高端的重要方向，符合我国船舶工业由大做强的长期诉求，也为机器人在船舶制造行业的应用提供了强大的内生动力。因此，为适应船舶行业未来的发展需求，船舶制造焊接技术必将朝着自动化、智能化、机器人化、高效节能、绿色环保的方向发展。将最大限度的减少半自动焊接工作，在船舶部件生产、平直分段及双层底分段格子间焊接、曲面分段的焊接以及总段合拢焊接最大限度的应用机器人化。目前，各种焊接新工法（如激光焊、摩擦搅拌焊、等离子弧焊及其复合焊等）也将研究在造船焊接相关领域与机器人组合应用。可以预见，机器人在造船焊接领域的应用前景广阔，它将取得更高的生产效率，更高的焊接质量，更低的劳动成本，更大的经济效益和更强的市场竞争力，实现迈向造船强国的跨越。
船舶行业使用机器人的内推力！

1. 熟练焊工缺乏，劳动力成本日臻高涨（人工成本的增加）
      随着劳动用工成本的上升，我国绝大部分船厂都存在较大的高技能人才缺口，日益攀升的劳动力成本已成为制约我国船企进一步做大做强的重要因素之一。船企采用自动化焊接设备已是大势所趋，船企要通过先进的工艺装备来固化船舶建造的先进流程，以减少人为因素的不利影响，提高质量，把握进度，稳住安全，赢得效益。


2. 业主对船舶产品焊接的技术和质量要求越来越高（与国际接轨）
      随着近年来国际航运和造船新规范、新公约、新标准密集出台，安全环保要求不断升级，高技术船舶（如LPN船、LNG船、豪华邮轮等）以及海洋工程装备的高强度钢、大厚度等新材料的应用，对焊接接头低温韧性要求等，技术复杂，难度越来越高，靠一般的通用焊接工艺难以满足要求，船价低迷，成本上升，融资难，技术改造投入能力有限。


3.机器人产业的快速发展为船舶制造提供了强有力的技术基础（机器人技术的成熟）

     ABB也在上海建立了基地和研发中心；KUKA也在昆山建立生产基地等等，国际机器人布局国内市场，加快了机器人企业与制造企业之间的沟通和交流，为国内机器人企业增加了很大的竞争力，以致国际工业机器人占据国内机器人产业的半壁江山。

     虽然国际工业机器人具有很强的技术优势，但是国产机器人企业在近年来也取得快速的发展，涌现出众多发展潜力较大的工业机器人企业，如：沈阳新松、杰瑞机器人、埃斯顿机器人等等。

1.结构零部件的焊接

      通常有肋板、平台板、舱口围板、吊码等。小型组件可以在单台固定式焊接机器人工作站焊接，尺寸较大的组件可建立机器人焊接生产线，在行走门架上配置一台或两台悬挂式机器人，当机器人运行到工件上方，由检测传感器检出，自动进行寻位并焊接

2.底部分段双层底格子间的焊接

     大型散货船、油船及集装箱平行舯体长度大，底部分段格子间纵横构件焊缝数量多，有平、立、仰角焊缝。焊接机器人安装在可升降的搭载装置上，多台搭载装置安装在可纵向行走的横梁上，多台机器人同时作业来完成一个分段构件。

3.曲面分段焊接

        曲面分段在装配胎架上安装好内部组件后由一台横梁搭载的焊接机器人完成各种焊缝的焊接，曲面分段数量较少，相对而言性价比不如底部分段。

4.船坞/船台总段大合拢焊接

        船坞、船台大合拢可以有内外板横缝对接和舱部以下外板的对接，目前少数船厂应用单丝横向多层多道MAG自动焊效率低，可以采用轻便的焊接机器人进行焊接。