Making AI Real丨AI赋能焊接机器人结构设计与优化

数字化企业
2025-07-25 21:29:37

以惠普工作站为算力底座

为焊接机器人结构优化赋能

焊接机器人，不仅以极高的精度重塑焊接品质基准，更用7×24小时的无休止作业打破产能天花板。为了让这些“钢铁舞者”在重复作业中兼顾超高效率、精度及节能降耗，我们以惠普Z系列 Z2 G9 AI 台式工作站为算力基座，搭建数字化研发创新平台，实现了研发设计效率的“狂飙”。

图1 基于惠普Z系列 Z2 G9 AI 台式工作站开发倒吊双机器人行走系统

基于搭建的数字化研发创新平台，我们在焊接机器人的研发设计中深度融入AI技术，并聚焦三大环节，推动实现结构设计优化与效率突破：

焊接机器人结构

设计与优化的重要环节

结构强度校核直接关系设备寿命、生产安全与制造精度，是机器人在高速、重载、复杂工况下稳定运行的基础；

图2 基于惠普Z系列Z2 G9 AI台式工作站进行结构强度校核

结构干涉排查优化需通过仿真排除机器人自身及与周边设备的碰撞风险，保障系统安全高效运转；

虚拟调试则借助数字化手段提前验证产线功能性能，可降低现场调试成本与风险。

现实挑战：算力瓶颈、

协同困境与知识产权保护难题

计算压力大

结构强度校核的每一个环节都涉及大量计算，例如，检查结构够不够结实，得用受力分析软件算受力；看设备和机器人运动时会不会碰到一起，要靠仿真软件模拟每个步骤；虚拟调试从建模型、实时模拟到数据传递，也离不开大量运算。

软件协同难

焊接机器人的结构设计优化，需要使用三维设计、有限元分析、机器人离线编程与动态仿真等多种设计仿真软件，稍有兼容问题就会卡顿、数据传输出错，直接拖慢进度。

数据安全性要求高

机器人在模拟工作场景中的应力分布、疲劳寿命预测、碰撞检测结果、焊接参数等数据都是核心机密，必须严保安全。

我们团队决定采用惠普Z系列Z2 G9 AI台式工作站支撑焊接机器人结构设计优化，实现更优产品设计。

惠普工作站赋能：

算力强、兼容好，研发效率飙升！

以前用传统PC，卡顿、加载慢、仿真龟速是家常便饭，更糟的是软件和系统兼容性埋雷，随时可能崩溃。这不仅会强行打断设计，重启救数据更是血亏时间成本。

部署惠普Z系列Z2 G9 AI台式工作站后，凭借其搭载的英特尔® 酷睿™系列高性能处理器，专为高端设计优化的NVIDIA® RTX™ A4000显卡，以及通过21,000+软硬件组合认证的广泛合作生态和经过360,000小时严苛测试的出色兼容性与稳定性帮助我们团队实现了效率跃升：

结构强度复核用时大幅缩短

以往传统PC需要7个小时才能完成的机器人结构强度仿真与优化工作，现在缩短到2小时左右，用时缩短71%以上。

结构干涉检查与优化效率提升

我们基于惠普Z系列Z2 G9 AI台式工作站在虚拟环境下验证机器人的运行轨迹与机械设计的干涉情况，整个建模、仿真、验证的时间从原来的约5小时，缩短到如今的2小时10分左右，效率提升了56%以上。

图3 基于惠普Z系列Z2 G9 AI台式工作站

开展机器人焊接工艺仿真

AI加速虚拟调试过程，缩短交付周期

以汽车车身焊接为例，实际生产中为多台机器人协同作业，需妥善解决空间干涉、时序冲突、工艺参数耦合等难题。借助惠普Z系列Z2 G9 AI台式工作站的强劲算力，原本需要8-10天的调试周期，如今大幅缩短至2-3天，效率提升高达62%以上。

图4 基于惠普Z系列Z2 G9 AI台式工作站

进行车身焊接机器人系统虚拟调试

更值得一提的是，本地实时处理机器人边缘数据，无需全上云，实现效率与安全双赢。

伴随着智能制造和工业4.0的浪潮持续深化，焊接机器人正朝着更智能、更高效、更精准的方向加速迈进，发展空间无限。未来，我们团队将以惠普Z系列Z2 G9 AI台式工作站为强劲引擎，持续探索AI技术与焊接机器人研发的深度融合，在智能设计、精准仿真、高效调试等领域挖掘更多可能性，不断提速研发创新的步伐。