原標題：又一世界超級工程，來了！太罕見→

　　手的靈活性決(jue) 定了人類成為(wei) 這個(ge) 星球上的主導物種。智能製造同樣離不開一把好“手”。如今，工業(ye) 機器人就是人們(men) 雙手的延伸，它們(men) 是粗活細活都能幹的全能選手。海底沉管的銜接，“超級焊匠”一出手就能搞定；加工光學模具的工業(ye) 母機可以做到“天衣無縫”；扛大梁的機器人手臂上，真的有一個(ge) “太陽係”嗎？給超級水利工程做全息體(ti) 檢和局部手術的究竟又是何方“聖手”？

　　用機器人焊接世界超級工程

　　讓焊接更高效、更精準、更可靠

　　深中通道雙向八車道，沉管直徑比港珠澳大橋沉管還要大，每個(ge) 沉管重達9000噸，相當於(yu) 一艘中型航母，32個(ge) 管節沉管鋪就一條海底隧道，這又將是一個(ge) 世界超級工程。

　　在深中通道沉管鋼殼的製造基地，一根新的沉管即將開始建造，它采用的是三明治結構。

　　顧名思義(yi) ，“三明治”結構就是用內(nei) 外兩(liang) 層鋼板造出巨型鋼殼，然後在兩(liang) 層鋼板的隔艙之間進行混凝土澆築。

　　然而，巨型鋼殼全靠焊接，每個(ge) 沉管鋼殼的焊縫總長度超過300公裏，假如用人工焊接，一個(ge) 沉管鋼殼就需要超過1000名焊接工人，工期長達12個(ge) 月。如果32根管節焊接都靠人工，顯然是無法按時完成的任務。這次，工程師決(jue) 定啟用機器人焊接。

　　機器人測量鋼板尺寸和位置，大腦根據數據迅速發出指令，焊槍上的激光感應器跟蹤識別焊縫，實時糾偏。

　　假如工人來焊接，至少需要焊接6到8道，而機器人一氣嗬成，堪比“超級焊匠”。廣船國際有限公司深中通道項目GK01合同段項目經理部總工程師龍漢新：焊同樣的工作量的話，原來我們(men) 要18個(ge) 焊工，現在可能隻要4個(ge) 焊工。而且機器人焊出來的質量比較穩定。

　　碼頭上，製造完成的沉管鋼殼正在駁運上船。一個(ge) 管節，頂麵麵積相當於(yu) 14個(ge) 標準籃球場大小。巨型斷麵的平整度達到4毫米之內(nei) ，如此高的精度世界罕見。

　　水輪機組維修機器人

　　為(wei) 41歲的葛洲壩做修複手術

　　葛洲壩，萬(wan) 裏長江上的第一座大型水電站，2022年迎來它的41歲生日。

　　轉輪是發電機組的“心髒”，水流推動轉輪旋轉，將盡可能多的能量轉化為(wei) 電能。正常運行時，轉輪表麵平滑如瓷，但洶湧的江水帶來能量的同時，也帶來泥沙猛烈衝(chong) 擊轉輪表麵，留下凹凸不平的劃痕，嚴(yan) 重影響轉輪的健康。

　　41歲的葛洲壩，即將迎來一次脫胎換骨的“大手術”。

　　靠人工，維修一台水輪機組至少要3周，多修一天就要少發360萬(wan) 度電。這一次，大修的任務交給了機器人。

　　把機器人安裝在水輪機轉輪室的內(nei) 壁上，讓它在複雜的葉輪間，沿著曲麵一邊攀爬，一邊工作。而且打磨精度要達到微米級，比醫生整容還要難。

　　機器人原位檢修大型水輪機組，全世界都沒有先例。第一代水輪機組維修機器人表現如何，大家拭目以待。

　　2小時20分鍾，機器人將兩(liang) 塊近1平方米的內(nei) 壁修複完畢。核準顯示，機器人重複定位精度達到0.06毫米，加工表麵粗糙度不到1微米，比要求提高了三倍。

　　狹小的空間裏，機器人猶如飛簷走壁的蜘蛛俠(xia) ，輕鬆完成轉輪內(nei) 壁和頂部葉片的維修。一台機器人24小時就能完成10個(ge) 人一周的維修工作。

　　2022年5月18日，轉輪維修完成，比預計時間提前了30天。智能化解決(jue) 方案，讓葛洲壩煥發出了新的活力。

　　五軸數控機床行雲(yun) 流水

　　鉛筆筆尖上雕出電吉他

　　一個(ge) 加工麵型精度達到微米級、表麵粗糙度Ra10納米以內(nei) 的光學模具零件，要實現批量製造，人手無法勝任，需要借助精密的數控機床。

　　加工這個(ge) 精密件需要用到9把刀，每把刀都存在微米級的偏差，失之毫厘，謬以千裏，破解刀具尺寸誤差的難題，不斷接近國際精密加工領域的最高標準。

　　工件加工的凹凸麵配合間隙達到了5微米以內(nei) ，相當於(yu) 一張A4紙厚度的二十分之一，真正做到了嚴(yan) 絲(si) 合縫。

　　調整好的五軸數控機床就像一雙藝術家的手，在麵積隻有10.35平方毫米的鉛筆筆尖上，雕刻出了一把精致的電吉他。隻有數控機床的軸運動精度達到微米級，才能做到如此行雲(yun) 流水。

　　十五年前，自主研發的數控係統在國產(chan) 機床市場的占有率還不足1%，而現在，已經提高到了31.9%。

　　國產(chan) 大負載機器人

　　每1分鍾就能完成一輛轎車後側(ce) 圍板的製造

　　安徽蕪湖的汽車廠裏，26台國產(chan) 大負載機器人正在生產(chan) 汽車後側(ce) 圍板，這些機器人手腕部可以負載210公斤，它們(men) 精準抓取、上料、自動識別焊縫進行焊接，每1分鍾就能完成一輛轎車後側(ce) 圍板的製造。

　　如今，全球約三分之一的工業(ye) 機器人都應用在汽車廠。但是，縱觀中國120家汽車廠，90%以上的機器人都是國外進口。如果不能實現自主可控，會(hui) 對整個(ge) 產(chan) 業(ye) 影響深遠，國內(nei) 科研人員要補上這個(ge) 環節。

　　大負載機器人最難攻克的就是精度。今天，這台210公斤大負載機器人的重複定位精度已經達到了0.072毫米，向0.06毫米的國際一流標準又靠近了一步。

　　中國生產(chan) 工業(ye) 機器人的企業(ye) 有數百家，但是，能夠批量生產(chan) 100公斤以上大負載多關(guan) 節機器人的國內(nei) 公司不超過10家。

　　大負載機器人，這是中國機器人企業(ye) 亟待翻越的一座高山。

　　精度保持性達到0.3弧分

　　中國人終於(yu) 可以生產(chan) 出高精度的RV減速機

　　在工業(ye) 生產(chan) 中，能挑大梁的機器人往往需要負重50公斤以上，這些頂梁柱的肘關(guan) 節必須要用載荷更大的RV減速機。

　　中國工業(ye) 機器人一年的產(chan) 量已經達到44萬(wan) 台。但是，長久以來，70%的RV減速機都是外資品牌。

　　2015年，北京工業(ye) 大學教授張躍明決(jue) 定向這一國內(nei) 空白技術發起挑戰。

　　打開RV減速機，裏麵就像一個(ge) 太陽係，既有太陽輪，也有行星輪。這就是RV減速機的擺線行星輪，它們(men) 就像圍繞太陽的行星，既有自轉也有公轉，自轉一圈的同時公轉40圈，通過多組行星運動實現精密傳(chuan) 動，把電機的高速轉動降下來，同時增大轉矩，驅動機器人手臂旋轉。

　　擺線行星輪是RV減速機裏的核心部件，擺線行星輪一般有39個(ge) 齒，每個(ge) 齒的廓線形狀必須保持一致，稍有誤差就會(hui) 影響整個(ge) RV減速機的傳(chuan) 動精度。

　　經過上萬(wan) 次的反複優(you) 化，一套獨特的擺線行星輪修形設計方法形成了，保證39個(ge) 齒形的廓線誤差控製在4微米以內(nei) 。

　　經過十萬(wan) 次的測試， RV減速機的精度保持性達到了0.3弧分，徹底解決(jue) 了磨損嚴(yan) 重的問題。跨過嚴(yan) 苛的微米製造，中國人終於(yu) 可以生產(chan) 出高精度的RV減速機。

　　“中國機械臂”驚豔太空

　　炫酷堪比變形金剛

　　2022年11月17日，神舟十四號航天員出艙執行任務。這是中國空間站T字構型完成後的首次出艙活動。

　　和三位宇航員密切協同的是兩(liang) 條“神奇”的機械臂。

　　大機械臂名叫“天和機械臂”，承載力可達25噸，堪稱中國空間站的“大力士”。

　　小機械臂名叫“問天機械臂”，雖然承載力隻有3噸，但十分靈活。

　　天和機械臂有兩(liang) 根臂杆，7個(ge) 活動關(guan) 節，展開長度10.2米。這麽(me) 長的一個(ge) 機械臂，要在零重力環境下，移動範圍覆蓋所有作業(ye) 區域，精度還必須達到5厘米以內(nei) 。

　　研發團隊一籌莫展的時候，一位工程師用圓規畫圖，猛然受到啟發。就像圓規一樣，他們(men) 也讓大型機械臂的兩(liang) 隻手當“腳”，互為(wei) 支點，交替切換向前移動，實現爬行轉移。

　　年輕的中國工程師們(men) ，打破常規，獨具創新，讓天和機械臂執行任務的精度達到毫米級，出色完成天舟貨運艙抓取和艙段在軌轉位，被網友們(men) 稱作“百變金剛”。

　　中國開展太空機械臂的研發比國際上晚了40年，但是我們(men) 的進步速度卻讓世界為(wei) 之驚歎。