СОВРЕМЕННАЯ ЭРА ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В СВАРОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

СОВРЕМЕННАЯ ЭРА ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В СВАРОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Панченко К.И. – студент II курса

Шишкина Л.Н. –руководитель,

преподаватель дисциплин профессионального цикла

МТК Дон ГТУ

г. Алчевск,

е-mail: itdongtu@yandex.ru

Введение

На фоне стремительного прогресса технологий искусственный интеллект бесцеремонно вторгается в самые разные сферы человеческой деятельности, включая и сварочное производство. Хотя каждый профессиональный сварщик осознаёт важность точного контроля параметров: силы тока, подачи инертного или защитного газа и скорости сварки. Ручная дуговая сварка уже не справляется с текущими вызовами рынка. В условиях жестокой конкуренции за производственную эффективность даже простая автоматизация становится устаревшей перед лицом сложных роботизированных систем. Переход к интеллектуальным решениям в управлении сварочными процессами приобретает стратегическое значение для предприятий всех масштабов.

Основная часть

В стенах Южно-Уральского государственного университета находится уникальное творение - робот-сварщик FANUS (рис.1), который не только демонстрирует свои умения на крупнейших мировых предприятиях, но и обучает будущих специалистов в области сварочного оборудования. Автоматизированная роботизированная сварка уже прочно закрепилась в авангарде таких отраслей как строительство, авиа- и автомобилестроение, медицинская техника, приборостроение. Эти машины способны работать на износ без усталости или риска травм, обеспечивая высокую точность и скорость. Однако даже в этом идеальном мире человеческий фактор остаётся слабым звеном. Робот движется по заданной программе, но сборку деталей осуществляет человек. Здесь возможны любые ошибки – от некачественной подготовки металла до неправильной установки зазоров. Неправильная сборка может привести к тому, что робот начинает сваривать с ошибками, создавая брак в сварной конструкции.

Рисунок 1- Робот-сварщик FANUS

Таким образом, несмотря на все преимущества искусственного интеллекта и автоматизации, человеческий контроль остаётся ключевым элементом качественной сварки – задача современного производства заключается в оптимальном сочетании интеллекта машин и ответственности человека. Для реализации проекта в области сварки были привлечены три опытных мастера сварочных технологий и один специалист в области физико-математических наук. Последний глубоко изучил особенности сварочного процесса, а сотрудники кафедры оборудования и технологий сварного производства погрузились в исследование нейронных сетей как инструмента для инноваций.

Основным направлением работы стала модернизация роботизированного сварщика путем внедрения систем технического зрения – первая в России подобная разработка. До этого искусственный интеллект использовали лишь для роботов-сборщиков, избегая сварочных процессов из-за их сложности и вредных производственных факторов (пыль, металлические брызги). После установки системы ученые провели серию сварочных работ на металлических листах. Используя ручную дрель для создания дефектов швов, они загрузили в обработку более 5000 фотографий сварочных соединений. Нейросеть успешно распознала средние и крупные промышленные сварные дефекты. В отличие от существующих автоматизированных систем, ученые стремятся создать прозрачный механизм контроля, который не только выявляет проблемы в сварных швах, но и предоставляет возможность их корректировки. В рамках деятельности кафедры сварочных технологий были проведены работы с различными нейросетями, включая задание по созданию изображения робота-сварщика одно из них. Руководитель кафедры разместил полученные рисунки крупным форматом на стенах лаборатории, оживив интерьер, благодаря динамичным портретам роботов в окружении искрящегося металла. Интересно отмечается сочетание этого прогресса с историческим наследием: по пути к кафедре одна из стен украшает советская мозаика, где изображён классический сварщик.

Прогнозируемый скачок технологий в рутинной процедуре соединения металлов через образование молекулярных связей подчеркивает появление «мыслящих» роботов-сварщиков. Такой инновационный курс нашёл финансовую поддержку в проекте «Разработка автоматизированной визуальной системы контроля качества сварных швов, основанной на нейросетевых технологиях», получил грант от Российского научного фонда. Текущие исследования сосредоточены вокруг задачи внедрения алгоритмов принятия решений в промышленные роботы. Параллельно разрабатывается магистерская диссертация «Автоматизация сварочных работ шпунтовых профилей с применением нейросетей», где учёными модернизированы и обучены системы на основе данных от специализированного сварочного трактора – крупномасштабной установки, способной обрабатывать конструкции длиною в десятки метров.

Была поставлена особая задача: в сварной конструкции длиной 30 метров, листы были отрезаны плазменной резкой. Во время плазменной резки выделяется очень много тепла в конструкцию, что сопровождается большим выделением тепла, и, как следствие, начинается деформация металла. Между такими деталями зазор изменяется: то сходится, то расходится, поэтому сварное соединение получается с браком. Ученые научили нейронную сеть оценивать зазор, рассчитали, какой режим сварки должен быть для каждого зазора. То есть сварочный трактор совместно с источником питания сам регулирует режимы сварки. Ученые провели фундаментальную работу: придумали, испытали, показали, как все это работает (рис.2). Теперь нужно внедрить разработку в реальную жизнь. Пока аналогов этого изобретения не найдено ни в научных публикациях, ни в каталогах оборудования.

Рисунок 2- Изобретение в действии

Заключение

Как видим, внедрение искусственного интеллекта в сварочные технологии открывает новые возможности для развития отрасли. Однако, важно помнить, что искусственный интеллект – это лишь инструмент, который требует умелого обращения и постоянного совершенствования. Только тогда он сможет по-настоящему раскрыть свой потенциал и принести пользу.

Литература:

1. Дурнев Р.А., Крюков К.Ю. Перспективы создания искусственного интеллекта // Радиоэлектронные технологии. 2019 №3. – С. 109-115.

2. Интернет ресурс: https://www.susu.ru/ru/news/2023/06/29/iskusstvennyy-intellekt-na-sluzhbe-u-svarshchikov-chelyabinskie-uchenye-realizovali

​​​​​​​