導(dǎo)言：作為寫作愛(ài)好者，不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的1篇船舶涂裝機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)研究，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

1船舶涂裝的發(fā)展

開(kāi)發(fā)制造和部署應(yīng)用船舶涂裝一體化智能涂裝制造新裝備，不僅能幫助緩解制造業(yè)未來(lái)有可能面臨“用工荒”的難題，而且會(huì)有助于整體提升全行業(yè)安全生產(chǎn)技術(shù)水平，促進(jìn)一體化智能船舶涂裝建造模式背景下工藝裝備技術(shù)的高效智能化發(fā)展和裝備工藝生產(chǎn)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)一步推動(dòng)提高整體船舶智能化涂裝技術(shù)工藝技術(shù)水平和質(zhì)量生產(chǎn)裝備水平，縮小了國(guó)內(nèi)主要造船技術(shù)裝備企業(yè)之間與同類世界一流先進(jìn)的造船設(shè)備企業(yè)技術(shù)水平的整體差距，提高我國(guó)現(xiàn)代化船舶制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。當(dāng)前的國(guó)內(nèi)整個(gè)船舶行業(yè)技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)方面也仍只是處于摸索起步研究階段，許多的研究也還僅處在技術(shù)理論與分析設(shè)計(jì)階段，主要都集中在了船板下料機(jī)器人、船體自動(dòng)對(duì)接機(jī)器人系統(tǒng)和船體移動(dòng)與焊接一體化機(jī)器人系統(tǒng)等工程機(jī)器人裝備的系統(tǒng)研發(fā)方面。目前全國(guó)已有多家知名科研院校機(jī)構(gòu)已對(duì)智能爬壁機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特性開(kāi)展系統(tǒng)研究。

例如，國(guó)家自然科學(xué)基金的哈爾濱工程大學(xué)子課題重點(diǎn)用于對(duì)新型永磁爬壁機(jī)器人技術(shù)等技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)應(yīng)用研究，成功開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)與研制成國(guó)內(nèi)外全球第一個(gè)采用了新型永磁吸附結(jié)構(gòu)材料制作的金屬管防腐用磁吸附爬壁機(jī)器人，近年國(guó)外也陸續(xù)開(kāi)展研究起了一種新型輪式磁懸索吸附裝置技術(shù)等產(chǎn)業(yè)化研究技術(shù)。山東科技大學(xué)自主開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)生產(chǎn)研制出的另一種噴涂機(jī)器人采用了直角坐標(biāo)系統(tǒng)與圓柱坐標(biāo)系統(tǒng)原理相結(jié)合設(shè)計(jì)的本體結(jié)構(gòu)的先進(jìn)設(shè)計(jì)工藝?yán)砟?，采用以液壓電?dòng)機(jī)控制為主機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行的方式生產(chǎn)制造出來(lái)的艦船除銹噴涂機(jī)器人，該結(jié)構(gòu)機(jī)器人體積也較為龐大，不便用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備制造的安裝及調(diào)試。

清華大學(xué)項(xiàng)目的聯(lián)合開(kāi)發(fā)及研究項(xiàng)目小組研究提出了柔索式吊裝式船舶涂裝機(jī)器人方案研究；上海交通大學(xué)項(xiàng)目與德國(guó)新松機(jī)器人公司共同合作研究進(jìn)行完成了多項(xiàng)大型船舶的涂裝與爬壁機(jī)器人項(xiàng)目研究。目前基于智能爬壁機(jī)器人平臺(tái)的國(guó)內(nèi)船廠噴涂自動(dòng)化作業(yè)平臺(tái)應(yīng)船舶涂裝機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)分析陳章（廈門船舶重工股份有限公司，福建廈門361026）摘要：目前針對(duì)我國(guó)整個(gè)船舶工業(yè)自身的技術(shù)結(jié)構(gòu)深度調(diào)整問(wèn)題和產(chǎn)品轉(zhuǎn)型換代升級(jí)任務(wù)越來(lái)越復(fù)雜迫切，《中國(guó)制造2025發(fā)展規(guī)劃》和《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016～2020年)》已經(jīng)對(duì)當(dāng)前我國(guó)海洋機(jī)器人事業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展情況做出了一系列具體政策規(guī)劃。近年來(lái),船舶企業(yè)人員招工競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)是越來(lái)越嚴(yán)峻，特別是在海上船舶進(jìn)行涂裝焊接作業(yè)用工方面,由于具有其職業(yè)特殊性,招募海上船舶的涂裝焊從業(yè)人員就已日漸成為嚴(yán)重困擾海洋船舶設(shè)備生產(chǎn)施工企業(yè)發(fā)展的其中一項(xiàng)重大工作。

用領(lǐng)域尚多處于應(yīng)用空白，國(guó)內(nèi)多家相關(guān)研究高校所和全球各知名大的造船設(shè)備企業(yè)之間均宣稱已正式開(kāi)展了船舶智能涂裝自動(dòng)化機(jī)器人技術(shù)聯(lián)合試驗(yàn)研究，一些沿海中小型的船廠目前也有直接引用智能涂裝全自動(dòng)機(jī)器人設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)代化生產(chǎn)涂裝作業(yè)管理的研發(fā)意愿，船舶自動(dòng)化涂裝智能機(jī)器人平臺(tái)研究仍具有很大的未來(lái)發(fā)展?jié)摿ΑＨ粽嫦胍晒Φ膶?shí)現(xiàn)船舶的分段自動(dòng)化涂裝作業(yè)及實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)化噴涂系統(tǒng)在各個(gè)大型現(xiàn)代化船廠涂裝里的廣泛應(yīng)用，首先就需要明確噴漆機(jī)器人以及其相關(guān)特殊技術(shù)功用，船舶自動(dòng)化的分段涂裝系統(tǒng)技術(shù)就包含到了船舶分段自動(dòng)涂裝、船體總段自動(dòng)化涂裝作業(yè)系統(tǒng)技術(shù)和船塢自動(dòng)涂裝，這一步也就還很是需要首先明確噴涂作業(yè)機(jī)器人其具體應(yīng)用的特殊功能和應(yīng)用技術(shù)的詳細(xì)分類，以及其具有相應(yīng)的要求達(dá)到的各種相關(guān)的技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)要求和工藝指標(biāo)。

2船舶涂裝機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀

目前在國(guó)外已被開(kāi)始大規(guī)模報(bào)道并使用的大型船舶甲板涂裝機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)形式中通常也仍以甲板爬壁機(jī)器人為目前最普遍主要的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式，具有機(jī)體面積偏小、輔助及操作機(jī)器人設(shè)備系統(tǒng)相對(duì)更簡(jiǎn)單而實(shí)用和本體安裝更靈活方便且可方便攜帶使用等的眾多特點(diǎn)。此外，采用多節(jié)輪動(dòng)軸機(jī)械臂方式高速移動(dòng)作業(yè)的靜電噴涂作業(yè)機(jī)器人技術(shù)也是國(guó)內(nèi)未來(lái)重點(diǎn)研究或開(kāi)發(fā)研究的重要技術(shù)熱點(diǎn)，其噴涂機(jī)器人自身特有的高動(dòng)作速度靈活的性能特征和對(duì)其的技術(shù)成熟性也均有相當(dāng)或很大程度上的可未來(lái)性研究或推廣潛力。機(jī)器人首先要達(dá)到能充分適應(yīng)艦船大平面結(jié)構(gòu)或船舶大曲面結(jié)構(gòu)件的涂裝處理作業(yè)，同時(shí)機(jī)器人在用于對(duì)艦船分段結(jié)構(gòu)面艙和復(fù)雜船體結(jié)構(gòu)艙室部件進(jìn)行表面涂裝加工時(shí)，需考慮具有的更高層次的高智能化控制水平控制能力和大空間高速機(jī)動(dòng)能力。對(duì)此，研究正在開(kāi)發(fā)一種多功能化機(jī)器人，以充分適應(yīng)完成多種工作任務(wù)人員的特殊需求；通過(guò)多種模塊化機(jī)械部件組合搭載，使噴涂機(jī)器人可以兼具自動(dòng)噴涂操作和噴涂清潔的作業(yè)完成能力，滿足現(xiàn)場(chǎng)多種涂裝作業(yè)環(huán)境要求。為盡早逐步基本實(shí)現(xiàn)我國(guó)工業(yè)機(jī)器人涂裝作業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)化集成和自動(dòng)化作業(yè)控制設(shè)備機(jī)器人系統(tǒng)集成化，需國(guó)內(nèi)盡快率先研發(fā)制造出工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化在線噴涂生產(chǎn)線系統(tǒng)的集成及控制自動(dòng)化軟件，包括在線工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行軌跡監(jiān)控與實(shí)時(shí)離線涂裝作業(yè)的編程指導(dǎo)和路線規(guī)劃、工藝狀態(tài)查詢與工藝在線實(shí)時(shí)操作結(jié)果顯示、實(shí)時(shí)故障和報(bào)警系統(tǒng)診斷和處理功能及工藝在線實(shí)時(shí)操作和過(guò)程記錄、工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、自動(dòng)在線操作與在線遠(yuǎn)程手動(dòng)作業(yè)控制軟件和在線手動(dòng)編程示教平臺(tái)等。在機(jī)器人離線控制規(guī)劃分析與自動(dòng)仿真及編程應(yīng)用軟件等的強(qiáng)大支持配合下，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人噴射運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制分析和自動(dòng)噴頭噴涂的操作流程控制，在實(shí)現(xiàn)同步和跟蹤被噴涂面工件動(dòng)作的功能同時(shí)，根據(jù)被噴涂工作面動(dòng)態(tài)改變自動(dòng)噴槍運(yùn)動(dòng)的軌跡方向范圍和運(yùn)動(dòng)角度，研究提出機(jī)器人自動(dòng)噴槍的運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤優(yōu)化、噴涂工藝參數(shù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化分析的一套有效系統(tǒng)實(shí)施和方法理論和機(jī)器人離線控制系統(tǒng)自動(dòng)仿真編程應(yīng)用的完整成套技術(shù)。

3未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

3.1綠色化船舶涂裝

目前國(guó)內(nèi)船舶工業(yè)技術(shù)發(fā)展方向的另外一大新趨勢(shì)之一就是發(fā)展綠色化環(huán)保造船，同時(shí)發(fā)展綠色化環(huán)保型造船技術(shù)也是國(guó)家貫徹與落實(shí)國(guó)家發(fā)展“節(jié)能減排”方針的一次重大改革舉措。綠色環(huán)保造船設(shè)計(jì)的基本目的應(yīng)該是盡量在一定的程度上盡量減少船生產(chǎn)、鋪設(shè)建造和船員服務(wù)的過(guò)程中而帶來(lái)的一切有害可排放物，以進(jìn)一步降低造船對(duì)海洋環(huán)境水體的嚴(yán)重污染。船舶表面涂裝工程作為新型船舶開(kāi)發(fā)制造設(shè)計(jì)的一條重要制造工藝過(guò)程，適應(yīng)當(dāng)前綠色化發(fā)展造船工業(yè)的客觀需求，是當(dāng)前船舶工業(yè)快速發(fā)展下的一項(xiàng)大趨勢(shì)，船舶的涂裝施工作業(yè)無(wú)疑是今后船舶的建造工藝過(guò)程體系中一種最主要的施工污染源，如果企業(yè)不抓緊進(jìn)行相應(yīng)工藝的技術(shù)處理，它無(wú)疑會(huì)在短期內(nèi)給海上環(huán)境再次造成極為嚴(yán)重程度的嚴(yán)重污染。綠色化環(huán)保船舶的涂裝管理主要也可以著重從提倡使用環(huán)保綠色的無(wú)污染的油漆涂料、減少各種污染物排放的總排放量控制及積極改進(jìn)的涂裝作業(yè)工藝裝備設(shè)計(jì)等這幾個(gè)方面去做起。從如何使用船舶綠色環(huán)保無(wú)污染船舶涂料層面上來(lái)看，船舶噴涂制造相關(guān)企業(yè)還應(yīng)當(dāng)注意按照國(guó)際相關(guān)領(lǐng)域的先進(jìn)法律體系和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)選擇使用的涂料，綠色化環(huán)保船舶的涂裝還應(yīng)當(dāng)考慮使用更環(huán)保、高效、安全無(wú)毒的環(huán)保型船舶涂料，其中高效型無(wú)錫自拋光防污染漆應(yīng)該是得到較廣泛認(rèn)可的典型應(yīng)用。從船舶改進(jìn)的涂裝和工藝裝備方面分析來(lái)看，由于船舶在水上進(jìn)行自動(dòng)噴涂的作業(yè)過(guò)程時(shí)由于噴槍外殼與整個(gè)船舶外板表面有了一定時(shí)間的相對(duì)距離，所以船舶在進(jìn)行噴涂施工的整個(gè)過(guò)程中必然會(huì)或多或少有小一部分表面的油漆涂料會(huì)以漆霧層的形式逐漸飄散掉到外界空氣中。霧狀物的水性涂料通常受施工環(huán)境風(fēng)速大小影響波動(dòng)較大，因此當(dāng)在沿海船塢、碼頭港口這種的外部大氣環(huán)境區(qū)域中需要進(jìn)行噴涂等作業(yè)處理時(shí)，噴嘴部分應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)局部霧遮擋的裝置能夠達(dá)到有效控制降低的漆霧顆粒物的排放進(jìn)入到外部空氣區(qū)域中，同時(shí)又可以單獨(dú)在噴頭處另行設(shè)置一套漆霧顆粒物收集、處理等系統(tǒng)，進(jìn)一步控制減少污染物顆粒的排放。船舶油漆涂裝工藝作業(yè)系統(tǒng)中有機(jī)污染物排放量偏大，環(huán)境污染現(xiàn)象嚴(yán)重，應(yīng)當(dāng)采取措施在清潔生產(chǎn)建設(shè)過(guò)程管理中通過(guò)增加船舶綠色無(wú)污染涂料裝備和油漆綠色工藝裝備技術(shù)的合理應(yīng)用及其占空比，有效的提升對(duì)漆狀顆粒物環(huán)境的整體治理和效果，降低有害污染物廢氣的排放，從而有效達(dá)到實(shí)現(xiàn)綠色化環(huán)保型船舶噴漆涂裝生產(chǎn)的理想目的。

3.2智能化船舶涂裝

隨著全球人工智能技術(shù)潮流的日益興起，船舶涂料智能化制造已漸成為時(shí)代必然之趨勢(shì)，同時(shí)船舶智能化輔助造船服務(wù)也是為增強(qiáng)發(fā)展我國(guó)現(xiàn)代船舶行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力打下基礎(chǔ)及有效提升船舶效益十分必要的一種戰(zhàn)略舉措。因此，船舶涂裝制造業(yè)也需加快向涂料智能化生產(chǎn)方向積極邁進(jìn)。要全面進(jìn)行現(xiàn)代船舶涂裝設(shè)備的全面智能化，在設(shè)備硬件層面也應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步發(fā)展出相應(yīng)功能的船舶智能化自動(dòng)噴涂控制設(shè)備，在技術(shù)軟件層面更應(yīng)該重點(diǎn)發(fā)展出相應(yīng)性能的新一代船舶智能自動(dòng)化涂裝設(shè)備工藝信息生成自動(dòng)化系統(tǒng)。智能化船舶涂裝設(shè)備船舶的專用智能涂裝系統(tǒng)機(jī)械設(shè)備目前主要設(shè)備有智能化船舶自動(dòng)噴砂涂裝機(jī)器人、智能化船舶自動(dòng)噴涂機(jī)器人生產(chǎn)線等。智能噴砂機(jī)系統(tǒng)是一種可以完全自主地建立系統(tǒng)的磨料的自動(dòng)連續(xù)回收處理過(guò)程系統(tǒng)的一個(gè)智能控制系統(tǒng)，針對(duì)獨(dú)立于整個(gè)磨料系統(tǒng)的整個(gè)回收處理過(guò)程系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行控制的智能過(guò)程控制系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)通過(guò)高效的智能系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息智能分析處理及智能計(jì)算分析技術(shù)和高效精準(zhǔn)控制的系統(tǒng)，并具有穩(wěn)定地運(yùn)行系統(tǒng)實(shí)時(shí)信號(hào)的自動(dòng)信息采集設(shè)備和數(shù)據(jù)傳輸通道，進(jìn)而也能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)于整個(gè)磨料系統(tǒng)的連續(xù)回收處理過(guò)程系統(tǒng)狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)全程和智能化的自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控分析處理系統(tǒng)和全系統(tǒng)通過(guò)智能化的自動(dòng)和遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)遠(yuǎn)程控制，在某一定的程度上既可大幅度降低磨料的生產(chǎn)回收和過(guò)程系統(tǒng)設(shè)備中的運(yùn)轉(zhuǎn)空載功率及設(shè)備運(yùn)行和停機(jī)運(yùn)行時(shí)間，同時(shí)它自身也相應(yīng)還能有效顯著的降低了傳統(tǒng)磨料工藝設(shè)備的本身帶來(lái)的電能功率損耗。

發(fā)展了智能噴涂控制機(jī)器人可以在多種不同的曲面條件及各種工況狀態(tài)下連續(xù)進(jìn)行噴涂自適應(yīng)狀態(tài)調(diào)節(jié)及控制作業(yè)的智能技術(shù)，可使智能噴涂操控機(jī)器人更有效的應(yīng)對(duì)各類不同的噴涂操作環(huán)境，提高對(duì)其實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制工作過(guò)程的響應(yīng)能力，使其噴涂控制效率得到一定幅度的提升。軟件方面則提出應(yīng)可以先獨(dú)立開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一款從屬于智能船舶涂裝平臺(tái)研發(fā)的船舶智能工藝知識(shí)庫(kù)自動(dòng)生成應(yīng)用系統(tǒng),首先應(yīng)該可以自己對(duì)智能船舶工藝知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真建模，而后可以再開(kāi)發(fā)建立船舶智能船舶涂裝平臺(tái)工藝知識(shí)庫(kù)，最后應(yīng)該才會(huì)開(kāi)發(fā)自己研制生產(chǎn)出的船舶智能涂裝平臺(tái)工藝信息自主獲取生成的應(yīng)用平臺(tái)。智能化設(shè)計(jì)的船舶整體涂裝系統(tǒng)設(shè)備制造商應(yīng)該也能做到從系統(tǒng)軟硬件設(shè)備這2個(gè)比較重要的方面上去考慮同時(shí)有系統(tǒng)深入地在進(jìn)行船體涂裝設(shè)備智能化技術(shù)設(shè)計(jì)上的綜合開(kāi)發(fā)及研究，只有能夠做到了這樣我們公司才能比較全面而有效地在提升到中國(guó)的船舶整體涂裝設(shè)計(jì)技術(shù)方面較高的智能化應(yīng)用發(fā)展水平。

4結(jié)語(yǔ)

船舶表面涂裝施工作為復(fù)雜船舶結(jié)構(gòu)建造和工藝制造中關(guān)鍵的技術(shù)制造環(huán)節(jié)，對(duì)確保船舶設(shè)計(jì)建造整體質(zhì)量提升起著越來(lái)越舉足輕重的保障作用，應(yīng)從推進(jìn)船舶表面涂裝工藝智能裝備系統(tǒng)研發(fā)制造為核心切入點(diǎn)，不斷創(chuàng)新提高表面涂裝技術(shù)施工整體技術(shù)應(yīng)用與智能化作業(yè)集成水平，有力推進(jìn)支撐中國(guó)現(xiàn)代化高效造船工藝模式裝備的創(chuàng)新推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]張英勇.面向大船體外表面的噴涂機(jī)械臂研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué),2016.

[2]馬淑梅,謝濤,周云中等.船舶外板噴涂機(jī)器人多層噴涂軌跡優(yōu)化研究[J].機(jī)電一體化,2017(8):23-29.

[3]魏士博.噴漆漆膜厚度控制算法[D].武漢：武漢理工大學(xué),2013.

[4]衣正堯,弓永軍,王興如等.船舶除銹爬壁機(jī)器人設(shè)計(jì)方案研究[J].機(jī)床與液壓,2010,38(7):65-67.

[5]趙德安,楊偉,湯養(yǎng).基于遺傳算法的噴涂機(jī)器人路徑規(guī)劃[J].中國(guó)機(jī)械工程,2008,19(7):777-779.

作者:陳章 單位:廈門船舶重工股份有限公司