作为用于输送各种介质(如水、石油、天然气)的一种特殊设备,金属管道被普遍用于石油、化工、电力、市政等多种行业之中。

 

然而,金属管道焊接对于焊接工艺有着非常高的要求。提升管道焊接的质量与效率,有助于提升压力容器、管道等可靠性、降低成本,对工业的发展具有重要的意义。

 

 

降成本增效能,人工焊接已成过去

传统的焊接方式是采用人工的方式来完成的,但随着石油、化工、电力、市政等行业用户不断强化对管道工程效率、质量与成本效益的要求,以及市场竞争的日趋激烈,人工焊接的方式开始呈现出明显的局限性:

 

焊工短缺:

现代管道焊接工艺较为复杂,需要大量熟练的焊接工人,而市场上熟练焊工短缺情况严重且预计持续恶化,可能会导致业务损失、延缓交货和工程质量下降等问题。

 

焊接效率低:

焊工的生理倦怠、换班、随时调整的焊接工艺等因素,影响人工焊接效率提升。

 

质量不统一:

不同焊工,甚至同一焊工在不同时间所焊接的管道存在一定差异性,焊接质量很难保持足够的一致性,很可能出现质量不合格的情况,不利于工程的标准化,也会带来一定的质量隐患。

 

企业成本高:

不同的管道焊接有着不同的工艺和材料要求,并可能随时进行优化与调整,这意味着企业需要在焊工招聘、培训等方面耗费大量的时间与成本。

 

 

在此背景下,部署搭载计算机视觉、自动控制等技术的焊接机器人,实现自动化、智能化的焊接就变得至关重要。与人工焊接相比,焊接机器人可实现 7*24 小时不间断工作,持续提供高速、稳定的焊接能力,显著提升焊接效率,节省人力成本。同时,自动化的焊接可以避免人为的疏忽、倦怠等问题,提升焊接效率。在这些优势的推动下,广泛应用焊接机器人已经成为工业发展的必然趋势。

 

英特尔携手丝路,助力管道焊接

为了帮助用户提升管道焊接的效率并降低成本,陕西丝路机器人智能制造研究院有限公司(以下简称:丝路)与英特尔合作,推出了面向管道焊接的丝路焊接机器人解决方案,包括视觉传感器(分为工业摄像头、英特尔®实感™深度摄像头、激光相机)、机器人控制设备、工业控制器和焊接控制器等组件。

 

面向管道焊接的丝路焊接机器人解决方案主要组件

 

在视觉传感器上,该方案采用英特尔®实感™深度摄像头拍摄管缝位置,通过两个摄像头来计算视觉深度,赋予设备观看、理解、交互以及从环境中学习的能力,可在摄像头支持的整个视野范围中提供高度准确、一致的深度数据并进行处理,并通过焊接操作系统来对焊接机器人的焊接路径进行规划与控制。

 

在焊缝追踪与路径规划中,算法的开发和优化至关重要。然而,针对不同的焊接对象开发针对的软件与算法成本高、耗时长。为了加速面向管道焊接的焊接算法的落地,该方案使用英特尔®EII 平台来搭建解决方案。该平台经过生产环境验证,包含面向英特尔®硬件进行优化的一系列预集成组件,可实现在边缘安全提取、分析和存储视频与时序数据。此外,EII 平台涵盖英特尔®处理器、英特尔®Movidius™VPU 等硬件和 OpenVINO™工具套件,可以为视频数据分析、深度学习应用等负载提供强大的算力支持,并加速部署人工智能。

 

英特尔®EII 平台支持丝路开发自己的分析算法和数据提取插件,并承担数据采集、存储与推理工作。在该平台的支持下,丝路可以专注于上层应用的开发,从而显著提升应用的开发效率,优化焊接机器人的效率与在实际场景中的落地速度。

 

面向管道焊接的丝路焊接机器人解决方案架构图

 

此外,在工业控制器和焊接控制器等组件中,该方案均采用具备出色性能的英特尔®酷睿™系列处理器,不仅可适配不同的操作系统平台、满足各种负载需求,还具有低功耗、性价比高、安全可靠等特点,使得丝路焊接控制器、工业控制器能够满足焊接应用对于相关数据的计算与存储需求,确保焊接机器人可靠稳定地运行。

 

面向管道焊接打造的,基于英特尔®架构的丝路焊接机器人解决方案,可以实现基于计算机视觉的焊接路径自动规划,有助于节省算法落地时间,降低人员投入乃至管道焊接系统总体拥有成本,同时提升焊接质量并确保焊接质量的一致性。目前已经在行业的实际场景中得到了广泛应用,并取得了卓越成效。

 

数据驱动智能制造,让未来更有范儿

除了应用于焊接机器人的路径规划与自动控制,丝路还计划与英特尔在更多方向上进行广泛合作——双方将联手推动基于 OpenVINO™工具套件的深度学习算法创新与优化,在基于英特尔®处理器的基础架构上运行深度视觉应用,以检测焊接对象的表现瑕疵,推动检验环节的自动化与智能化。

 

未来,英特尔也将继续携手行业合作伙伴,依托于领先的端到端产品与解决方案,共同打造智慧工业解决方案,帮助用户加速迈向数据驱动的智能制造时代,进而获得更大的竞争优势。