核電裝備智能製造又添利器

　　□ 本報通訊員 王晨芳 王厚高
　　　　本報記者 陳巨慧

　　近日，中國核能行業協會在海陽市組織召開了「大型鋼製弧形模塊穿孔塞焊智能焊接技術」科技成果鑑定會。來自機械設備安全與可靠中心、哈爾濱焊接研究所、國家核電技術公司、上海核工程研究設計院有限公司、中核工程公司、哈爾濱工業大學、國核示範電站有限公司、山東核電有限公司等單位的10餘位行業內知名專家，對山東核電設備製造有限公司（以下簡稱「國核設備」）研發的「大型鋼製弧形模塊穿孔塞焊智能焊接技術及裝置」科技成果給予評審。與會專家經實地考察評審認為，該成果符合核電裝備製造的自動化和智能化發展趨勢，與核電設備製造和工程應用密切相關，部分科技成果達到國際先進水平，具有良好的經濟效益、社會效益和推廣應用前景。
　　該項目來源於國家重大專項「CAP1400 SC施工建造技術研究」主要研究成果之一。CAP1400核電屏蔽廠房採用鋼板混凝土結構，為核島穿上了防護外衣，可以抵抗大飛機對核電站撞擊損壞。該結構採用鋼筋與牆體板的焊接，內部澆築混凝土。其中，國核設備供貨的產品穿孔塞焊數量最多達到1000個，整個核牆體板穿孔塞焊數量將近20萬個。焊縫數量多，焊接質量要求高。研發團體克服屏蔽廠房塞焊孔弧度傾角和裝配精度不高的難點，積極研究視覺算法設計，並開展了焊接路徑、姿態規劃及焊接參數分析等一系列實驗和測試，突破了接頭角度和裝配精度的限制。該項目的研發成果已經在「國和一號」核電站中派上了大用場。
　　國核設備在核電裝備智能製造領域新研發的6關節自由度的焊接機器人，具有一鍵式自動識別功能，它擁有一套焊接工件的離線初步定位和視覺精準定位兩步一體的焊縫定位系統，可根據導入的CAD圖紙獲取每個塞焊孔的理論三維坐標位置，在完成初始標定後獲得整個面板塞焊孔的目標位置，再基於視覺識別進行精準的定位，實現焊接路徑的精準識別和規劃。相比人工焊接，穿孔塞焊機器人智能化焊接的焊縫成型美觀一致，解決了長期存在的焊縫餘高打磨量大的頑疾，通過自動識別、移位及焊接一體化等功能的開發，極大地提升了焊接綜合效率，焊縫日均完工量接近人工效率的3倍，更降低了勞動強度和人力成本。而其柔軟化和智能化特徵與當前智能製造及物聯網發展方向也具有高度的配適性，推動國核設備向高端智能製造領域邁出了關鍵的一步。據悉，此項成果開創了國際上首個適用於不同間隙、不同傾角穿孔塞焊接頭的自動焊接工藝資料庫。該成果的成功應用，標誌著焊接機器人在複雜工況下的視覺識別和焊接工藝聯合規劃方面取得了關鍵突破，實現了智能的自適應焊接。
　　近年來，國核設備始終堅持創新驅動和創新發展的理念，在核能設備製造、新能源開發與裝備製造、軍民融合裝備製造、電站服務及裝備集成「四大業務方向」上，堅持以市場需求為導向，以經濟效益為根本，培育提升創新能力為路徑，以創新促進各產業有效協同、共同發展，以創新促進產業經營發展質量、提升效率。在核電裝備智能製造領域先後完成了「屏蔽廠房SC製造技術研究和鋼筋自動焊接技術研究」「鋼製安全殼插入板貫穿件組件氣保焊技術研究」「剪力釘自動焊接技術研究」「結構模塊狹小空間自動焊接技術研究」等科研項目，截至目前，該公司累計申請國家專利129項，其中發明專利68項；授權專利88項，其中發明專利33項，包括國際專利PCT專利1項；參編5項行業標準的編制。研發了科技成果30餘項，獲得核能行業協會科技進步一等獎等省部級獎勵10餘項。