手的敏捷性是人类成为地球主宰的关键因素。在智能制造领域，同样需要一双出色的“手”。目前，工业机器人已成为人类双手的延伸kaiyun全站网页版登录，它们是既能胜任粗活又能完成细活的万能选手。在海底沉管的连接工作中，“超级焊匠”一展身手便能轻松解决；加工光学模具的工业母机能够实现“天衣无缝”的效果；而那些承担重任的机器人手臂上，是否真的藏有一个“太阳系”呢？给超级水利工程做全息体检和局部手术的究竟又是何方“圣手”？
用机器人焊接世界超级工程
让焊接更高效、更精准、更可靠
深中通道设有双向八车道，其沉管直径超过了港珠澳大桥的沉管尺寸，单个沉管重量高达9000吨，其重量堪比一艘中型航母。由32个管节组成的沉管铺设成了一条海底隧道，这无疑将成为又一世界级的超级工程。
在位于深中通道的沉管钢壳生产设施内，一根全新的沉管正在准备投入制造，该沉管采用了三明治式的构造设计。
顾名思义，“三明治”结构指的是通过内外两层钢板构建出一个巨大的钢制外壳，随后在钢板之间的空腔部分填充混凝土。
巨型钢壳的制造主要依赖焊接技术，而每根沉管钢壳的焊缝总长度已超过300公里。若采用人工焊接，那么单是完成一根沉管钢壳的焊接工作，就需要超过1000名焊接工人，并且工期将长达12个月。面对如此庞大的工作量，若所有32根管节的焊接都依赖人工，显然将无法在规定时间内完成任务。因此，工程师们决定采用机器人进行焊接作业。
机器人对钢板的尺寸与位置进行精确测量，随后大脑迅速处理数据并下达指令，焊枪上的激光感应器紧随其后，精准追踪并识别焊缝，同时进行实时调整以确保偏差最小化。
若工人进行焊接，至少需完成6至8道工序，但机器人却能一气呵成，其技艺堪比“超级焊匠”。广船国际有限公司深中通道项目GK01合同段项目经理部总工程师龙汉新表示，若以相同的焊接工作量来计算，过去需要18名焊工，而现在可能仅需4名。此外，机器人焊接出的产品质量也更为稳定。
在码头上，已经制造完毕的沉管钢壳正被装运至船上。该管节的顶部面积，堪比十四个标准篮球场。其巨型断面的平整度甚至精确到4毫米以内，这样的高精度在世界上实属罕见。
水轮机组维修机器人
为41岁的葛洲坝做修复手术
葛洲坝，这座矗立在万里长江之上的首座巨型水电站，在2022年迎来了它的第41个春秋。
转轮充当着发电机组的“核心”，江水之力推动其转动，力求将尽可能多的能量转换成电能。在正常运作状态下开yun体育app官网网页登录入口，转轮表面光滑如瓷器，然而，波涛汹涌的江水在传递能量的同时，也携带着泥沙猛烈撞击转轮表面，留下了参差不齐的划痕，这对转轮的完好性造成了严重影响。
41岁的葛洲坝，即将迎来一次脱胎换骨的“大手术”。
人工操作下，对一台水轮机组进行维修至少需耗时三周，若延长一天维修时间，则意味着将减少360万度电的发电量。而此次大修工作，已由机器人接手承担。
将机器人安置于水轮机转轮室的内侧墙壁，使其在错综复杂的叶片之间，沿着曲面的边缘攀爬并执行任务。同时，对打磨的精度要求极高，需达到微米级别，难度甚至超过了医生的整形手术。
机器人进行现场检修这一大型水轮机组，在全球范围内尚无先例可循。对于第一代水轮机组维修机器人的表现，众人充满期待，纷纷翘首以盼。
经过2小时20分钟的作业，机器人成功完成了对两块面积接近1平方米的内壁的修复工作。经检测，该机器人的重复定位精度高达0.06毫米，加工后的表面粗糙度更是低至不足1微米，这一性能指标已经超过了原先的三倍要求。
在狭窄的区域内，机器人如同身手敏捷的蜘蛛侠，自如地执行着转轮内壁及顶部叶片的维护任务。一台机器人在短短24小时内，就能高效地完成相当于10名工人一周的工作量。
2022年5月18日，转轮维修工程圆满结束，竟然比原定计划提前了整整30天。得益于先进的智能化解决方案，葛洲坝项目重新焕发了勃勃生机。
五轴数控机床行云流水
铅笔笔尖上雕出电吉他
这种光学模具零件，其加工面型精度需达到微米级别，表面粗糙度控制在Ra10纳米以下，若要实现大批量生产，单凭人工操作是远远不够的，必须依赖高精度的数控机床来完成。
加工此类高精度部件需运用九把刀具，每把刀具均存在微米量级的误差，稍有误差，便可能导致巨大偏差，因此，攻克刀具尺寸误差这一难题，便成为不断追求国际精密加工领域最高标准的必经之路。
工件加工后的凹凸面间隙控制精准，不超过5微米，这仅是A4纸张厚度的二十分之一云开·全站体育app登录，确保了部件间的严密对接。
经过精心调整的五轴数控机床，宛如艺术家灵巧的双手，在仅有10.35平方毫米的铅笔尖端，巧妙地塑造出一把工艺精湛的电吉他。唯有数控机床的各个轴的运动精度能够达到微米级别，方能实现这流畅自如的雕刻效果。
十五年前，国产机床市场对自研数控系统的依赖度极低，占比不到1%；然而，时至今日，这一比例已显著上升，达到了31.9%。
国产大负载机器人
每1分钟就能完成一辆轿车后侧围板的制造
在安徽芜湖的汽车制造厂内，26台国产大型负载机器人正在忙碌地生产汽车后侧围板，这些机器人的手腕部位能承受高达210公斤的负荷，它们能够精确地抓取材料、上料，并自动识别焊缝进行焊接作业，每分钟便能够完成一辆轿车后侧围板的制造工作。
目前，全球大约有三分之一的生产型机器人被部署在汽车制造领域。然而，在中国，尽管有120家汽车制造企业，其中超过九成的机器人却依赖进口。若无法实现自主技术的掌控，将对整个行业产生重大影响，因此国内科研工作者亟需加强在这一领域的研发。
攻克大负载机器人的难点在于其精度控制。目前，这台210公斤级的大负载机器人已经实现了0.072毫米的重复定位精度，这使它距离0.06毫米的国际顶级标准更近了一步。
我国从事工业机器人制造的企业数量众多，达数百之众，然而，在具备批量生产100公斤以上重量级、多关节型机器人的本土企业中，数量却极为有限，不超过十家。
大负载机器人，这是中国机器人企业亟待翻越的一座高山。
精度保持性达到0.3弧分
中国人终于可以生产出高精度的RV减速机
在工业制造领域，那些承担重任的机器人通常需承受超过50公斤的重量，而这些关键角色的肘部关节则必须配备能够承受更大负荷的RV减速机。
我国工业机器人年产量已突破44万台。然而，长期以来，国内市场70%的RV减速机依赖外资品牌供应。
2015年，北京工业大学的张跃明教授作出抉择，立志攻克我国在该领域尚属空白的先进技术。
启动机器上的RV减速器，内部结构宛如一个缩小版的太阳系，其中既有扮演太阳角色的太阳轮，又有充当行星的行星轮。这正是RV减速器中的摆线行星轮，它们如同环绕太阳运行的行星一般，不仅具备自转，还进行着公转，每自转一周，便伴随公转40周，通过多组行星的协同运动，实现了精确的传动效果。这一过程不仅将电机的快速旋转速度降低，还显著提升了转矩，从而驱动机器人手臂进行旋转。
摆线行星轮作为RV减速机的关键组成，通常配备39颗齿，而这些齿的轮廓形状必须做到完全统一，一旦出现偏差，便会直接影响到RV减速机的传动精确度。
经过无数次的精心打磨与改进，一种新颖的摆线行星轮形状调整技术应运而生，确保了39个齿轮轮廓的偏差得以维持在4微米以下。
经过十万次严格的测试，RV减速机的精度稳定性达到了0.3弧分的水平，成功解决了磨损问题。我们成功跨越了微米级制造的难关，现在，我国能够生产出高精度的RV减速机。
“中国机械臂”惊艳太空
炫酷堪比变形金刚
2022年11月17日，神舟十四号的宇航员们进行了舱外作业。此举标志着我国空间站T型结构搭建完毕后的第一次出舱操作。
和三位宇航员密切协同的是两条“神奇”的机械臂。
这款大型机械臂被命名为“天和机械臂”，其承载能力高达25吨，在中国空间站中被誉为“大力士”。
“问天机械臂”这一小机械臂的名称，尽管其承载能力仅有3吨，却展现出了极高的灵活性。
天和机械臂配备了两根臂杆，共7个可动关节，其展开后的长度可达10.2米。如此之长的机械臂，在失重状态下，需确保其移动范围能覆盖所有作业区域，同时其精度还需控制在5厘米以内。
研发团队面临困境之际，一名工程师借助圆规绘图，灵感迸发。他们仿照圆规的原理，将大型机械臂的双臂视为“脚步”，以彼此为支撑点，交替进行移动，从而实现了爬行式的转移。
中国的年轻工程师们，他们勇于突破传统，展现出非凡的创新能力，使得天和机械臂在执行任务时能够达到毫米级的精度，成功完成了天舟货运舱的抓取以及舱段在轨转位的工作，因此受到了网友们的赞誉，被称为“百变金刚”。
我国在太空机械臂研发领域起步较国际晚了四十年，然而，我国的发展速度却令全球瞩目，令人赞叹不已。
