案例研究:矿山机械中部槽全自动焊接生产线案例|山东矿机 23 台机器人智能制造改造方案

山东矿机川崎机器人智能制造车间

一、企业简介:山东矿机集团股份有限公司——国内头部矿山机械综合制造企业

山东矿机集团股份有限公司总部坐落于山东,是国内深耕矿山机械、矿用物料输送设备研发制造的龙头企业,产品覆盖矿山开采、基建工程全产业链设备,长期为海内外各大矿山项目提供成套装备。

公司主营铸造、锻造类大型矿机结构件生产,行业对焊接精度、成品稳定性标准严苛。为解决传统制造模式产能低、品质波动大、技工招工难等行业痛点,企业持续推进生产产线智能化、自动化升级改造。

中国の鉱山機械産業をリードする企業山東鉱機集団
山东矿机集团,中国矿山机械行业的龙头企业

二、传统中部槽制造行业痛点:人工焊接制约矿山装备产能提升

什么是中部槽?

中部槽是输送机、矿山输送系统核心槽型承重结构件,整体为长条凹槽结构,主要作用:

  1. 支撑整机周边零部件;
  2. 铺设管线、电缆;
  3. 承载矿石、粉体、钢废料等散装物料输送。

中部槽以 16–50mm 厚钢板为原材料,工件体积大、自重高、焊缝总量多,属于重型复杂结构件。

溝(トラフ)形状の構造部材
图片仅供参考。

人工生产模式四大核心难题

  1. 品质不稳定:打底焊、多层填充焊、内侧角焊高度依赖老技工经验,焊缝成型参差不齐,成品返修率高;
  2. 生产效率低:工件翻转、长距离焊接全靠人工,单条产线日产能有限,生产周期不可控;
  3. 用工成本高:重型工件搬运、长时间焊接劳动强度极大,成熟焊接技工缺口大;
  4. 现场安全隐患多:重型构件吊装翻转、密闭内腔焊接作业,易出现工伤风险。

上述问题是扩大中部槽产能、稳定产品品质的核心阻碍,搭建全流程自动化生产线迫在眉睫。

三、国内首条中部槽全自动产线方案:川崎机器人一体化配套

为实现中部槽装配、转运、焊接全工序无人化作业,山东矿机引入川崎机器人组合方案,打造国内矿山机械行业首条中部槽一体化自动化生产线
MX700N*1超大型通用搬运机器人,搭配 BA006L*2电弧焊接机器人,整条产线合计部署 23 台工业机器人,支持 7×24 小时连续稳定运行。

23 台川崎机器人同步投产,配套智能系统大幅缩短换型时间
工序名称作业内容配套机器人
工件转运上料大型中部槽精准定位送入工装夹具MX700N 超大型搬运机器人
重型工件翻转安全切换工件姿态,适配正反面焊接MX700N 超大型搬运机器人
工装精准对位工件与装配工装毫米级校准定位MX700N + 激光定位系统
首层打底焊高精度完成焊缝底层基础焊接BA006L 弧焊机器人
厚板多层多道焊16-50mm 中厚板连续多层填充焊接BA006L 弧焊机器人
内腔内角长焊缝焊接中部槽腔体内部超长角焊缝自动作业BA006L 弧焊机器人

1注:现有升级替代机型为 MXP710L。
2注:更多川崎焊接机器人应用案例及机型详情,可访问官网产品页了解(焊接/切割机器人 | 川崎机器人的工业用机器人)。

超大型通用机器人 + 弧焊接机器人,实现多工序全自动化

机器人三大智能系统,保障厚板焊接一致性

产线搭载全套智能焊接辅助系统,专门适配矿山重型厚板构件生产:

  1. 自动位置寻位系统:自主识别工件偏差,无需人工反复校准;
  2. 激光导引定位:实时修正工件位置误差;
  3. 焊缝实时跟踪:长焊缝作业全程自动纠偏,杜绝断焊、漏焊。

同时内置智能工艺数据库,可根据中部槽板材厚度、工件型号自动切换焊接参数;多品种小批量生产场景下,大幅缩短工装换型调试时间。

四、山东矿机选择川崎重工机器人的核心原因

山东矿机设计负责人冯佳表示,对比多家机器人品牌,最终选定川崎重工,核心有两大优势:

  • 全品类机器人成套解决方案
    同时拥有大负载搬运通用机器人、高精度电弧焊接机器人,一条产线即可完成转运、装配、焊接全部工序,无需多品牌设备兼容调试;
  • 完善本地化全周期售后服务
    川崎重工不只是单纯销售机器人设备,提供产线进场安装、设备调试、长期连续运维一站式本地技术支持,设备投产后期故障响应、工艺优化服务完善,大幅降低企业自动化改造运维压力。
現場作業員がロボットのティーチング作業をする様子
配图:现场操作人员调试机器人示教程序

五、自动化产线落地成效:产能翻倍、品质稳定、人力减负

自动化生产线正式投产后,山东矿机中部槽制造车间实现全方位升级,各项量化改善数据如下:

  • 生产效率提升 100%(翻倍)
    机器人联动作业节拍稳定,长时间连续运行无产能波动,稳定达成单班 20 套中部槽焊接装配成品;
  • 焊接质量标准化,返修率大幅下降
    依靠激光定位 + 焊缝跟踪系统,16–50mm 厚板从打底焊到多层盖面焊接成型效果统一,工件尺寸精度、装配一致性稳定,人工返工、修补工作量显著减少;
  • 优化人员工作结构,降低劳动风险
    工件翻转、超长焊缝焊接等高负重高危作业全部由机器人承接,车间工人转为负责工装调试、成品检测、辅助配套工作,减少高强度体力劳动,消除大部分焊接、吊装安全隐患,打造安全高效智能制造车间。
川崎重工のロボットが実際に稼働する現場
实际运行中的川崎重工机器人。
ロボットによる安定した溶接品質を実現
机器人实现焊接质量标准化、无偏差输出。

六、行业认可:国内制造业创新大赛优秀自动化案例

本次中部槽全自动生产线改造项目,作为国内矿山机械行业首例全流程机器人智造落地项目,具备行业标杆示范意义,成功斩获全国制造业创新大赛优秀成果表彰,为国内各大矿机企业中部槽智能化改造提供可复制落地范本。

中国国内の製造業イノベイティブコンテストで優秀成果として表彰
在中国国内制造业创新大赛中被评为优秀成果。

七、未来规划:持续拓展矿山机械全流程自动化改造

本次 23 台川崎机器人搭建的中部槽全自动产线,是山东矿机智能制造升级的关键一步。

川崎重工将持续深耕矿山机械、铸造锻造行业自动化升级,除中部槽焊接工序外,持续研发适配矿山各类重型结构件的机器人解决方案,助力国内矿山装备行业全面实现智能化、无人化生产。

如需咨询适配方案,可访问川崎机器人中国官网(https://kawasakirobotics.cn/),助力企业降本增效、提升竞争力。

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