我国首批自主研发的海洋工程柔性制造智能焊接机器人设备系统正式投用。

　　6月的渤海湾，海风裹挟着热浪。在海洋石油工程股份有限公司(以下简称海油工程)天津智能制造基地的结构制管作业车间里，一道幽蓝的激光弧光在大型构件接缝处亮起。没有传统焊接工人的汗流浃背，一只灵活的机械臂以精准而沉稳的来回摆动，完成一道焊缝的焊接。

　　这只机械臂及它所配备的变位机及控制系统，覆盖了海洋油气装备制造三个关键应用场景，组成了前不久正式投用的我国首批自主研发的海洋工程柔性制造智能焊接机器人设备系统。

　　从感觉到知觉的智慧跃升

　　走进天津智能制造基地，仿佛置身科幻电影场景。700余台套可自动切割、自动打磨、智能组对、智能焊接的生产设备正有条不紊地运转。

　　在一台焊接机器人前，一块近一人高的大型导管架加强环正在进行焊接作业——曲率频繁变化的构件两侧，机械臂同时用焊枪施焊，动作精准。

　　这套系统专为海洋油气装备深水导管架加强环及压溃环的高难度、定制化重装焊接场景研发。核心软件与工艺库实现100%国产化，适用钢材最大厚度达70毫米。

　　“它可聪明了，能看会想!”海油工程资深焊将王洪亮指着陪伴自己三年多的新伙计说。这套系统的过人之处，在于只需点击启动，就能自适应地感知焊缝，实施焊接作业。

　　对大型海洋油气装备结构件而言，焊缝就是生命线。任何一道焊缝的质量缺陷，都可能在高盐雾、强风浪的深海环境中演变为安全隐患。而传统人工焊接的现实是：高技能焊工培养周期长、年龄结构偏大;复杂节点的焊接可达性差，有些位置工人甚至要钻进狭小管件内部，每15分钟轮流施焊。

　　“以前焊这种口子，4个经验丰富的老师傅同时作业，起码要忙两天。现在有了这套设备，一个人一天就能完成，质量还更稳定。”王洪亮说。

　　它有一双智慧眼——通过焊缝位姿逆向建模技术，结合“大视场视觉+点云提取”等方法，精准锁定焊缝位置。经3D扫描与AI坡口识别，机器人能够高精度还原坡口轮廓，提取间隙、角度等关键参数。

　　它更核心的能力，源于强大的智能脑。研发团队基于焊接技能大师的操作经验构建数据库，使机器人能主动分析坡口切片，为每段焊缝自动匹配电流、电压、摆动幅度等9项工艺参数，并可实时调整。该技术覆盖范围广，可满足行业80%以上坡口熔透焊作业需求。

　　为了训练系统的感知能力，设备调试期间，项目团队累计完成近1000组焊接实验，构建了包含焊接电参数、摆动参数和排道逻辑等500余项参数的工艺数据库。正是海量真实数据的喂养，让这个钢铁裁缝练就了一身硬本领——设备实现了焊缝AI视觉识别、三维激光视觉智能组对、多层多道智能排道焊接等10余项国内技术创新。

　　从体力活到脑力活的车间变革

　　走进模块结构预制车间，最直观的感受是人少。

　　车间一角的控制室里，智能设备操作手杜永恒隔着玻璃门观察机械臂的每一次摆幅。18年前刚入行那会儿，他得躺在地上佝偻着身躯干活。如今，他只需要在控制面板上轻点几下，就能指挥机器人完成高精度焊接。“体力活变成了脑力活。”他笑着说。

　　从体力活到脑力活，看似完美的转变，过程却并不轻松。海洋工程焊接作业一直是“体力+技术”的双重考验。机器人减轻了体力负担，但能否继承焊接大师们数十年积累的宝贵经验?这是摆在国家级技能大师工作室领衔人刘海林面前的首要难题。

　　刘海林的办法很“笨”：他先摸透机器人的脾气，然后自己上手焊接。通过模仿机器人的动作，他将焊接要点逐一转译为数据语言。

　　温度调到多少、送丝速度几何、机械臂摆幅多大——几十年积攒的焊接经验被量化、录入数据库，一遍遍传授给这位钢铁徒弟。这种笨办法，却很有效。如今，基地里最先进的焊接机器人已能独立完成从坡口识别、路径规划到多层多道焊接的全流程作业，焊接参数实时自适应调节，焊缝成型均匀美观。

　　截至目前，这批设备系统一次焊接合格率超过98%，较传统焊接模式综合效率提高40%以上，技术指标达到国际先进水平，已形成4项专利。

　　从单点到矩阵的集群蝶变

　　“在海洋工程装备制造领域，一个长期存在的老大难就是‘散装’。”天津智能制造基地数据工控中心的杨朝辉说，“复杂多样的产品需求带来产品非标、工序庞杂、各专业数据难打通等问题。”

　　为此，海油工程创新提出“定制产品向标准产品转型、标准产品向标准部件延伸”的理念，针对标准化的系列部件开发智能焊接机器人系统，让过去一个构件配一套工装的烦琐成为历史。这种从“非标”走向“标准”的思路，不仅提高了生产效率，而且为后续大规模智能化复制推广奠定了基础。

　　在推进焊接机器人应用的同时，项目团队自主研发的智能打磨机器人已投入应用。该机器人依托智能视觉定位与实时力控补偿技术，攻克了大型复杂截面型钢自动化打磨难题，打磨效率提高15%。目前，天津智能制造基地已构建起涵盖柔性焊接、打磨、喷涂等环节的自动化生产能力。

　　焊花明灭之间，车间里的变化才刚刚开始。自动化切割、精准分拣、智能仓储与物流协同……越来越多的智能“新同事”正陆续加入。依托自研的“面向焊缝”智能焊接技术平台，海油工程已成功研制出专用于组块节点、工艺管线等方面焊接的多套机器人装备，可覆盖行业80%以上坡口熔透焊工作。

　　从第一道焊缝的精准施焊，到整条生产线的智能化升级，天津智能制造基地一步一个脚印，完成了从传统制造向智能制造的跨越。未来，海油工程将以发展新一代智能制造为主攻方向，推动海洋工程制造向智能化、绿色化、高端化迈进，为保障国家能源安全与产业链自主可控贡献力量。

　　责任编辑：陆晓如