工裝自動化設計系統開發變更公告

條目號

技術要求

1

數量：1套；

2

交付周期：合同簽訂生效后1個月內完成系統設計方案評審；合同簽訂生效后8個月內完成設備安裝調試和加工試驗，達到設備驗收狀態，合同簽訂生效后20個月內完成工藝研究、材料性能檢測、工藝參數固化和工程應用驗證，達到項目驗收狀態，進行終驗收。

3

軟件及工藝用途及總體要求：

3.1

軟件及工藝用途：電弧增材制造設備的軟件開發涉及地軌、工業機器人、焊機和夾具的精準協同控制，基于機器視覺的熔池狀態實時監測，待修復工裝零件三維形貌掃描識別，焊接/增材的電流、電壓、送絲速度、焊絲回抽頻率等工藝參數采集，增材制造分層切片路徑規劃軟件開發、離線編程系統開發等工作。實現電弧增材制造設備對6061鋁合金、TC4鈦合金和4J36殷瓦鋼的增材制造和增材修復試驗，實現6061鋁合金工裝卡板增材修復和Q235鋼件、6061鋁件的自動化焊接技術工程應用；

*3.2

總體要求：進行設備集成控制及增材制造、柔性修復和電弧焊接軟件開發、設備綜合調試和工藝技術研究，結合已有軟件或者自行研發全套軟件，實現臂展2.5米的庫卡KR50R2500工業機器人安裝在10米級地軌上，機器人末端攜帶福尼斯CMT Advanced 4000焊機、熔池相機和智能化外形掃描設備，配合柔性夾具完成電弧增材制造、電弧增材修復和機器人焊接多重功能，焊絲直徑為1.2mm，切換焊絲時無殘留。

注：已有軟件包括，定向能沉積路徑規劃軟件（分層切片、路徑規劃）、焊接數據采集與監視控制系統軟件（焊機電流、電壓、送絲速度等工藝參數采集）和工藝數據庫軟件（工藝參數管理、追溯、對比、導出等）。

3.3

軟件開發具體要求

3.3.1

軟件具有設備自診斷功能，當設備出現故障時能根據故障情況給出警示或停機，并能夠通過故障代碼或彈窗等方式初步指示故障原因；

3.3.2

工業機器人末端安裝有熔池相機和外形掃描設備，通過軟件開發將熔池相機采集的數據實時回傳至工控機，通過外形掃描設備實現自動化識別待修復部位的幾何尺寸信息，且可以與理論數模對比，自動化確定待修復部位，并通過離線編程或免編程進行路徑規劃，完成電弧增材修復；

3.3.3

設備配有工控機和手持控制器終端，通過軟件集成，實現在工控機上進行設備與操作人員之間的人機交互，完成增材、修復、焊接的路徑規劃，進行設備運動控制和焊接工藝參數設置，并通過工控機顯示器實時反饋實際的工藝參數；

3.3.4

軟件具備急停、復位、斷電記憶等功能，在突發斷電情況時，設備不會丟失其精確的斷點位置，自動停機，能在電力恢復后返回斷點繼續工作；

3.3.5

軟件具備運動保護功能，可預防錯誤操作或意外事故損壞設備，具有可編輯的電子圍欄，在人員進入機械臂工作區域時給出警示，必要時停機避免碰撞；通過程序互鎖、聲光報警提示，同步在多個區域配備急停按鈕等措施，確保設備安全穩定運行，并防護人員安全；

3.3.6

軟件具有設備自檢和參數可視功能，可以顯示當前的工作狀態、完成進度等信息，打印/修復零件過程中設備運行穩定；

*3.3.7

軟件可控制送絲機構按工藝參數設置流暢送絲，無纏繞、斷絲現象，當焊絲余量不足時設備應給出提示，焊絲用盡后、或發生斷絲、堵絲等故障時，設備可自動熄弧停機，自動記憶工作狀態和位置，并給出聲光報警及控制界面彈窗指示，人工更換焊絲后，設備可回到停機位置繼續工作；

*3.3.8

軟件可檢測保護氣體供氣狀態，當氣源壓力不足、壓力過大或氣體保護缺失時，系統可給出相應的提示信息，并停機、聲光報警，彈窗提示；

3.3.9

全套軟件應為乙方自主集成，如使用第三方軟件須保證正版授權，必須提供軟件備份，必須公開軟件接口，需滿足甲方通過以太網接口采集數據的需求和后續根據使用情況進行設備軟硬件改造升級的需求，甲方需獲得軟件接口的全部許可及授權；

3.3.10

設備硬件預留出RJ45以太網接口和其他進行數據交互所需的通訊硬件接口，設備軟件需具有通過通訊接口進行數據讀取、輸入、輸出、復制的能力，設備可進行二次集成開發改造；

3.3.11

軟件同時具備示教編程和離線編程功能，設備增材、修復和焊接工作支持離線編制加工程序，將程序導入設備后按照加工程序完成對應工作；

*3.3.12

軟件支持.stl等格式文件的導入、導出、預覽、移動、旋轉、截圖等功能。在程序編制完成后可根據路徑規劃情況結合現場工裝夾具進行運動路徑虛擬仿真,通過仿真識別路徑規劃是否正確,確定設備的可達性，檢驗機器人的奇異點，檢查設備是否會發生碰撞；

3.3.13

軟件具備數據采集及在線調整功能，設備可在工控機界面上實時顯示焊接電流、電壓、送絲速度等工藝參數，實時回傳熔池相機采集的熔池信息，可在任務執行過程中通過工控機或手持終端人工干預調整工藝參數，可將采集的數據自動整理成報表輸出，可以存儲歷史數據，將研制過程中的工藝參數集中存儲，動態管理，方便可視化編輯和調用；

3.3.14

系統通過傳感器實時采集的氬氣濃度信息，并通過軟件讀取傳感器數據，實時監測人員工作環境和增材工作密閉空間中的氬氣濃度，在氬氣濃度不符合標準時給出聲光報警和彈窗提示；

3.3.15

為確保設備集成控制軟件運行流暢，無電磁干擾，控制精度符合要求，乙方需協助甲方完成結構和電氣系統集成設計與制造。通過軟硬件協調，實現電弧增材制造設備增材制造、增材修復和自動焊接，甲方方深度參與軟件開發過程，進行全面介入、監督和檢查，乙方有義務協助甲方進行設備調試和工藝技術研究；

3.3.16

軟件的功能性驗收要求：軟件的功能性驗收試驗由乙方負責，甲方制定驗收方案，甲乙雙方共同確認；在試驗過程中，甲方給予乙方一定協助，協助內容包括：基本試驗場地，風水電氣、氬氣。

3.4

工藝技術要求

3.4.1

總體要求

3.4.1.1

乙方協助甲方共同開展增材、修復、焊接的工藝試驗和成形后熱處理工藝試驗，共同摸索工藝參數，并形成工藝參數包，將工藝參數包通過工藝數據庫軟件進行綜合運維，工藝研究前期由乙方牽頭研究項目對應材料和制造工藝的具體工藝參數，甲方全程參與，待工藝成熟后由甲方為主開展工程應用試驗，乙方協助，完成設備和工藝的工程應用；

3.4.1.2

工藝研究階段，甲方提供有限數量的焊絲、基板、氬氣等原材料和有限次數的理化檢測、外形測量、殷瓦鋼熱抽冷抽等服務，乙方負責協同甲方共同完成所有工藝研究階段的試驗檢測工作,其中4J36殷瓦鋼增材件熱膨脹系數、熱導率等甲方不具備條件的檢測工作，乙方負責出具第三方檢測報告。乙方需在雙方約定的周期內和條件下完成工藝研究工作；

3.4.1.3

工藝技術研究試驗由乙方牽頭負責，乙方制定工藝技術研究試驗方案，甲方予以審查確認；在試驗過程中，甲方給予乙方一定協助，協助內容包括：基本試驗場地，風水電氣、氬氣、基板以及一定量的焊絲等試驗耗材，其中給予協助的焊絲原材料價格不超過10萬元（價格核定以甲方實際采購價格為準）。若試驗件需開展理化性能試驗，其中甲方提供的焊絲所制造的試驗件的力學性能及X射線檢測由甲方負責，超出上述范圍的由乙方負責；

3.4.1.4

工藝技術研究過程中產生的所有試驗數據、過程資料、研究成果、試驗件實物等均歸甲方所有，未經甲方同意，乙方不得用于其他用途。

3.4.2

電弧增材要求

3.4.2.1

完成電弧增材工藝技術研究，分別實現6061鋁合金、TC4鈦合金、4J36殷瓦鋼三種材料典型零件增材制造；

3.4.2.2

電弧增材路徑規劃軟件可實現根據產品數模進行智能化的分層切片和路徑規劃，達到從三維模型到高精度、高效率機器人加工代碼的全自動生成；

3.4.2.3

增材制造過程中，可通過外形掃描設備實施監測增材零件的層高，結合路徑規劃算法，對實際層高進行自動補償和修正。

3.4.3

柔性修復要求

3.4.3.1

完成柔性修復工藝技術研究，分別實現6061鋁合金、TC4鈦合金、4J36殷瓦鋼三種材料典型試驗件增材修復；實現6061鋁合金工裝卡板增材修復工程應用；

3.4.3.2

結合控制軟件、電弧增材工藝要求，協同甲方設計符合增材制造修復工藝需求的柔性夾具，實現多種不同結構工裝卡板的可靠、防變形裝夾固定，裝夾后位置姿態需能夠與工業機器人協同完成增材修復工作；

3.4.3.3

電弧增材修復通過工業機器人末端的外形掃描設備主動掃描工件外形，擬合零件實際狀態，結合工件理論數模，自動化確定電弧增材修復的起終點位置和行走路徑；

3.4.3.4

對于已知偏差量的增材修復，可根據理論數模規劃增材制造路徑，對于偏差量未知的增材修復，根據外形掃描情況與理論數模的擬合對比，確定增材修復的位置和范圍，規劃增材修復路徑，結合外形掃描設備尋找增材修復起點，一鍵自動進行增材修復。

3.4.4

焊接要求

3.4.4.1

完成電弧焊接工藝技術研究，實現Q235鋼件和6061鋁件直線焊縫的焊接；

3.4.4.2

設備可采用離線編程或智能焊接的方式實現工裝直線焊縫的焊接；

3.4.4.3

設備需同時實現無坡口焊縫的單層單道焊接和有坡口焊縫多層多道焊接；

3.5

理化檢測要求：電弧增材、柔性修復和焊接工藝研究過程中制造的試驗件，由甲方依據GB、GJB或企業標準進行力學性能測試及X射線檢測，試驗合格后方可通過驗收。

4

技術指標：

*4.1

開發設備集成控制軟件，實現設備聯動控制，通過伺服補償達到機器人和地軌七軸聯動絕對定位精度≤±1.5mm，重復定位精度≤±0.2mm，設備可進行機器人、地軌實時協同控制；

4.2

機器人在地軌上運動時，在10米范圍內的絕對定位精度≤±0.8mm，重復定位精度≤±0.1mm；

4.3

電弧增材件力學性能不低于基材的力學性能，電弧增材零件幾何外形誤差±2.5mm；

*4.4

4J36殷瓦鋼增材試驗件平均線性熱膨脹系數α（不大于）：將半成品試樣加熱至840℃±10℃，保溫1小時，水淬，再將試樣加工為測試試樣，再加熱至315℃±10℃，保溫1小時，隨爐冷或空冷；20℃～200℃膨脹系數：1.9～2.7×10-6/℃，熱導率 10-15W/(mk)，需出具第三方檢測報告；

*4.5

4J36殷瓦鋼增材試驗件冷抽性能要求:制真空袋后，抽真空到至少0.08MPa以上，保持真空至少10min，停止抽真空后 10min 內真空度下降≤0.02MPa；

*4.6

4J36殷瓦鋼增材試驗件熱抽性能要求：制真空袋后，工作溫度200℃、抽真空到至少0.08MPa以上，保持真空至少15～30min，停止抽真空后5min之內真空度下降≤0.017MPa；

4.7

TC4 鈦合金內部缺陷按照SYPS10015-2024《鈦及鈦合金鎢極氬弧焊》中二級焊縫要求執行；

4.8

鋁合金零件內部缺陷SYPS10009-2024《鋁及鋁合金的熔焊》中二級焊縫要求執行；

4.9

材料機械性能要求見下表：

4.10

增材零件修復部分可靠不脫落，工裝卡板增材修復界面結合強度不低于基材的力學性能的65%；

*4.11

工裝卡板修復工程應用，需保證增材后卡板基材平面度變形≤±0.1mm，平面度以三坐標測量機的測量結果為準；

4.12

對焊接后零件或試樣進行目視檢查，應無表面氣孔、表面裂紋、未焊透、未熔合、咬邊、弧坑、燒穿、焊瘤、氧化色等。

5

知識產權要求：乙方須向甲方公開集成控制系統軟件源代碼，完成的技術資料和成果所有權歸屬甲方所有。

6

其他未盡事宜，雙方協商解決。

7

項目培訓要求

7.1

在項目研制過程中，雙方協同開展項目研制，甲方相關方向技術人員通過在乙方指導下深入參與項目研制過程，學習電弧增材制造設備研制和電弧增材工藝技術研究；

7.2

在項目終驗收前，乙方需為甲方提供不少于10個工作日的技術培訓，培訓內容如下：

7.2.1

設備的安裝及調試，設備的接口及數據采集和應用拓展方法；

7.2.2

設備使用及離線編程培訓，要確保甲方技術人員和操作人員可以熟練操作設備，能夠進行增材、修復和焊接的離線編程；

7.2.3

軟件編程培訓，對項目研制中用到的上位機、下位機和離線編程系統所使用的軟件進行軟件編程應用培訓，達到甲方設計人員可以獨立使用相應軟件平臺編制簡單程序，可以看懂乙方編制的程序源碼，可以調用軟件接口進行基礎的功能拓展；

7.2.4

設備常見故障診斷和故障處理培訓，設備日常維護保養和精度校準培訓；

7.2.5

設備面向其他材料開展增材、修復、焊接工藝技術研究的具體方法培訓；

7.2.6

其他必要的培訓需求，具體內容由雙方協商。

8

終驗收所提供交付成果：

8.1

全套軟件備份，軟件授權書，軟件安裝部署手冊（包括軟件環境部署說明，軟件安裝與配置，軟件初始化說明、錯誤問題處理說明等），軟件使用說明書（含軟件接口調用說明）；

8.2

電弧增材制造設備精度檢測報告；

8.3

電弧增材制造設備使用說明書；

8.4

電弧增材制造設備運行維護及精度校準說明書；

8.5

電弧增材制造設備常見故障及處理措施手冊；

8.6

電弧增材制造設備典型操作規程；

8.7

TC4 鈦合金、6061 鋁合金、4J36 殷瓦鋼電弧增材工藝參數包（含熱處理參數）；

8.8

TC4 鈦合金、6061鋁合金、4J36 殷瓦鋼電弧增材修復工藝參數包（含熱處理參數），6061鋁合金卡板電弧增材修復工程應用參數包（含熱處理參數）；

8.9

Q235 鋼件、6061 鋁合金焊接工藝參數包；

8.10

TC4 鈦合金、6061 鋁合金、4J36 殷瓦鋼增材制造試驗件、工藝參數及材料性能檢測報告；

8.11

TC4 鈦合金、6061 鋁合金、4J36 殷瓦鋼增材修復試驗件、工藝參數及完整材料性能檢測報告；

8.12

Q235 鋼件、6061 鋁件直線焊縫焊接試驗件、工藝參數及焊接工藝評定報告；

8.13

型架卡板增材修復試樣及修復工藝文件（含工藝參數、操作規范、質量控制要求）；

8.14

所有試驗件需標注材料牌號、規格、制造日期、檢測狀態，檢測報告需由具備資質的第三方檢測機構或甲方內部實驗室出具，數據真實有效，具備可追溯性。

9

方案評審和驗收：

9.1

方案評審：

9.1.1

合同簽訂1個月內完成電弧增材制造設備軟件開發和電弧增材/修復/焊接工藝研究方案評審，乙方實施方案編制完成后通知甲方，在甲方處進行方案評審，經雙方評審通過后才能開始實施；

9.1.2

評審內容：依據技術協議進行評審，包含但不局限于設備結構設計、電氣設計、軟件架構與功能實現、軟件開發環境介紹、設備軟硬件接口、設備使用方法、工藝研究規劃、工藝參數研究方法、增材/修復/焊接試驗件制造、熱處理與理化檢測方法、焊接和修復工程應用規劃等；

9.1.3

評審后形成方案評審報告，評審報告雙方簽字認可。

9.2

驗收：

9.2.1

分為設備驗收、工藝驗收兩個部分進行

9.2.2

合同簽訂生效8個月內完成設備驗收，設備綜合調試完成后，由甲方進行設備功能測試，符合技術要求方可進行驗收；

9.2.3

項目按照技術協議、合同等規定的條款和要求進行設備驗收。當設備精度、功能等符合技術協議等規定的條款和要求且無較大技術質量問題時，視為設備驗收通過；

9.2.4

合同簽訂生效20個月內完成工藝驗收，設備需按工藝技術要求和工程應用要求完成相應試驗件制造、檢驗和工程應用項目驗證實施，材料性能和成形精度等達到技術協議中規定的技術指標，工藝參數固化后視為工藝驗收通過；

9.2.5

工藝驗收通過后進行項目終驗收。按照甲方對項目檔案管理、固定資產管理規定和要求進行終驗收；

9.2.6

項目所有驗收工作在甲方現場實施，乙方全程配合；

10

軟件備份提供電子版，所有試驗件提供實物，其余資料同時提供紙質版和電子版。

11

其他未盡事宜，雙方協商解決。