让焊接机器人装上智慧脑袋——记获2004国家科学技术奖二等奖的"机器人焊接空间焊缝质量智能控制技术及其系统研究"
"机器人焊接空间焊缝质量智能控制技术及其系统研究"项目，获得了2004年国家科学技术进步奖二等奖，该项目标志着我国发展具有自主知识产权的焊接机器人技术所达到的水平，对推动智能化机器人焊接技术进步具有重要作用。
众所周知，焊接是工业制造的基本工艺，传统的手工焊接操作是最为辛劳的工种之一。用机器代替人工焊接成为焊接人的梦想，采用机器人焊接已成为焊接自动化技术现代化的主要标志。随着现代社会的发展，产品质量、生产效率、劳动条件、环境保护要求的提高，实现焊接自动化与智能化已成为迫切需要。至于空间站、核环境、深水条件下的焊接作业，更需要使用智能化的焊接机器人。
焊接机器人于20世纪80年代诞生，发展到现在，经历了示教再现、离线编程和自主编程三个阶段。目前世界工业应用的仍是示教再现型焊接机器人，由于这类机器人不具备对环境的感知以及适应焊接条件变化的功能，使得国内许多企业进口的焊接机器人使用效率极低，甚至成为展品，造成资源的很大浪费。我国开展焊接机器人的研究是上世纪80年代后期开始，但几乎没有形成中国自己有市场竞争力的焊接机器人产业，焊接机器人市场几乎全被外国占领。这应是中国装备制造业的遗憾，也是中国焊接人的无奈。审视目前的焊接机器人态势，从头开始发展示教再现型焊接机器人的途径已不可取，中国只有研制开发具有自主知识产权的新型智能焊接机器人，以实现中国焊接机器人技术的跨越式发展，才有可能在未来焊接机器人产业和焊接机器人技术争得一席之地，这也是中国焊接人长期以来的追求。
从焊接机器人的应用技术实践问题看，目前，国内外大量应用的弧焊机器人系统对焊接作业条件的稳定性要求严格，表现出明显的缺点。因为在实际弧焊过程中，焊接条件经常变化，如加工和装配上的误差会造成焊缝位置和尺寸的变化。如何能够克服各种不确定性因素对焊接质量的影响是制约发展机器人焊接技术的瓶颈。
针对这些问题，"机器人焊接空间焊缝质量智能控制技术及其系统研究"项目致力于对现行焊接机器人柔性化与智能化这两个关键技术的研究，研制出了具有自主知识产权的初步智能功能的焊接柔性制造单元。该系统在弧焊机器人任务级自主规划与仿真、激光扫描焊缝识别及高精度跟踪，基于视觉传感的焊缝成形质量智能控制，基于熔池谐振信号检测的熔透实时控制等领域实现了关键技术进步。该项目的关键技术研究成果已经在某些航天装备焊接生产中获得了成功的应用。这个项目的研究成果表明，中国通过发展智能化机器人焊接技术的途径进入世界先进行列是完全可能的。
此次获奖项目的主体为国家自然科学基金重点项目，1996年国家自然科学基金委公开发布项目申请指南时，当时还在哈尔滨工业大学焊接国家重点实验室担任博士生导师的陈善本教授，根据哈工大吴林教授多年的研究基础优势和自己对于机器人焊接空间焊缝质量智能控制技术中科学问题的理解与研究，提交了以哈工大吴林教授为项目主持人、陈善本教授为总体技术负责人的申请书，基金委专家的通讯评议评结果排序第一。后来在基金委材料学部的重点项目评审会上，有三个著名大学登台"打擂"竞争， 陈善本教授代表哈工大答辩，最终获得该项目的全部承担权。项目从1997年1月开始实施，陈善本教授作为项目的总体技术负责人对项目的方案制定、科学思想创新、关键技术突破以及自主知识产权焊接机器人柔性加工单元的系统实现作出了重要贡献。
2000年陈善本教授调入上海交通大学受聘教育部长江学者特聘教授时，该项目执行正处关键时期，陈善本教授与吴林教授默契配合，在上海交通大学的有力支持和参与下，陈善本教授继续组织该项目，有条不紊地进行并以高质量完成。2001年6月，项目通过了国家自然科学基金委主持的技术鉴定，鉴定意见为所研制的自主知识产权焊接机器人柔性加工单元系统总体达到国际先进水平，大部分科学与关键技术创新达到国际领先水平，被基金委评为A级项目， 并在鉴定当年获得中国高校科学技术一等奖。经过3年的积累提高以及应用考验，2004年申报国家科学技术进步奖成功。
目前，陈善本教授在上海交通大学受聘长江学者期间，组建了"机器人焊接智能化技术研究室"和研究团队，在机器人焊接智能化技术领域的研究又实现了新发展。 承担并出色地完成了上海市科委重点攻关项目"局部环境自主智能焊接机器人关键技术及其研制"，该项目2004年11月通过了上海市科委主持的鉴定会，与会专家对该项目创新性给予了很高的评价，多项关键技术实现了在已获奖项目基础上新的突破性进展。
