▲世界單機容量最大500兆瓦沖擊式水電機組轉(zhuǎn)輪機器人焊接。
大唐扎拉水電站具有高水頭、大容量、高海拔等特點，共裝設(shè)2臺單機容量500兆瓦的沖擊式水電機組，東方電機負責(zé)其中1臺套機組的研制供貨。該項目入選國家能源局能源領(lǐng)域首臺(套)重大技術(shù)裝備項目，是目前世界在建綜合難度最大的沖擊式水電項目。
沖擊式水電機組轉(zhuǎn)輪要將高速射流的能量轉(zhuǎn)化為機械能，其受到的載荷具有更明顯的沖擊特性，在高速旋轉(zhuǎn)中每分鐘需要承受1284次交變應(yīng)力的作用，因此對制造質(zhì)量和性能具有極高要求。受復(fù)雜結(jié)構(gòu)限制，目前行業(yè)內(nèi)沖擊式轉(zhuǎn)輪主要采用人工焊接，存在焊縫性能、焊接質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。
▲世界單機容量最大500兆瓦沖擊式水電機組轉(zhuǎn)輪增材制造。
為應(yīng)對沖擊式機組運行的復(fù)雜工況，提高轉(zhuǎn)輪焊接質(zhì)量，東方電機積極探索自動化、智能化焊接技術(shù)，通過三維模擬、工裝設(shè)計，克服了強約束空間焊接干涉難題，實現(xiàn)了狹小空間內(nèi)機器人軌跡規(guī)劃。通過大量焊接試驗，形成了沖擊式轉(zhuǎn)輪焊接數(shù)據(jù)庫，開發(fā)了專用離線編程軟件，實現(xiàn)了大幅度截面變化的焊道排布、多曲面變化的焊縫成型。此外，還采用了5G網(wǎng)絡(luò)多機器人集成控制技術(shù)，實現(xiàn)了智能傳感、動態(tài)糾偏，提高了焊接效率和穩(wěn)定性;采用數(shù)字孿生技術(shù)，實現(xiàn)焊接過程遠程監(jiān)控。
▲世界單機容量最大500兆瓦沖擊式水電機組轉(zhuǎn)輪增材制造。
近年來，針對大型沖擊式轉(zhuǎn)輪研制，東方電機開發(fā)了智能化增材制造(3D打印)、自動化數(shù)控加工、機器人焊接、機器人打磨、機器人三維掃描等技術(shù)。本次通過驗證的轉(zhuǎn)輪直徑6.2米，整體重量達到90噸，95%以上制造過程實現(xiàn)了數(shù)字化、智能化。
