焊接机器人技术现状与展望
焊接机器人技术现状与展望
摘要：作为拥有良好发展前景的高新技术，焊接机器人技术对焊接技术、电子技术、机械技术、传感技术等多种技术进行了融合，拥有现代工业“裁缝”的称号。基于这种认识，本文结合中国制造转型发展背景，对焊接机器人技术发展和应用现状展开了分析，并提出了对焊接机器人技术的发展展望，从而为关注这一话题的人们提供参考。
关键词：焊接机器人技术；中国制造；制造业
引言：2015年，李克强总理在政府工作报告中提出“中国制造2025”，要求通过坚持创新驱动、智能转化、强化基础和绿色发展推动中国从制造大国向制造强国转变。而在中国制造业中，伴随着智能制造、工业4.0战略计划的提出，焊接机器人技术的研究和应用变得至关重要。因此，还应加强对焊接机器人技术现状与展望研究，从而更好的推动该技术的发展。
1焊接机器人技术现状分析
1.1技术发展现状
经过了50多年的发展，焊接机器人技术已经对信息技术、传感器技术、人工智能等多学科技术进行了融合，以实现智能化、自动化发展。目前，焊接机器人采用的数字化弧焊电源具有响应速度快、焊接质量好、重复性强和输出稳定等优点。但是就现阶段而言，采用的弧焊电源大多为外国生产，如法国沙福DIGI@WAVE系列、奥地利TPS系列等，国内尽管也有产品推出，但在控制精确性和焊接稳定性方面仍然无法达到理想水平。在机器人传感方面，焊接机器人可以采用电磁、声学、光学等各种学科领域传感器，以实现焊接过程信息提取，满足机器人焊接作业的自动化操作需求。而采用多传感信息融合技术，可实现对焊缝偏差量、点焊质量等内容的检测，为智能化焊接操作的实现提供技术支持。在该技术的支持下，采用焊接专业系统作为自适应单元，并通过模糊计算和神经网络制定焊接决策，则能使焊接机器人实现焊缝成形质量控制[1]。但就目前来看，该技术仍然处在研究阶段，受各系统协调控制问题的限制。在焊接机器人的焊接生产情况来看，需采用示教编程实现机器人编程控制，不利于机器人作业空间的
延伸。但在国外，已经研制出成熟离线编程系统，如瑞士ABB的Robot-SIM、日本的MotoSim等。在国内，核心技术依然掌握在高校科技人员手中，仍然处在仿真阶段。此外，近年来也不断有国内外学者对多机器人协调控制技术展开研究，即使各焊接机器人通过协同作业完成焊接任务。
1.2技术应用现状
从焊接机器人技术应用情况来看，国内市场焊接机器人可以划分为国产、日系和欧系三大类，包含松下、ABB、IGM等品牌，总体市场份额占据国内市场份额的70%左右。而国产焊接机器人也逐渐完成了一些品牌塑造，如南京埃斯顿、上海新时达和沈阳新松等，但总体所占份额较小，仅为30%左右。受技术水平的限制，国内焊接机器人核心零部件主要依赖进口，造成机器人价格昂贵，限制了国内焊接机器人市场的发展壮大。从应用领域来看，焊接机器人在汽车、工程机械和船舶等领域得到了应用。在国内汽车制造领域，焊接机器人的应用较为广泛，能够在汽车制动生产线上用于进行弧焊焊接和点焊焊接，进行车身、汽车零部件和底盘等部分的加工制造，推动了国内汽车行业由劳动密集型向技术密集型的转型发展。在工程机械领域，焊接机器人同样得到了应用，如进行推土机、挖掘机等大型工程机械设备的焊接制造，具有明显的应用优势。在船舶制造领域，焊接机器人主要在日本、美国等国家得到了应用。受造船焊接机器人系统技术复杂性的影响，国内尽管对焊接机器人进行了应用，但主要依靠从国外引进机器人技术，因此在一定程度上限制了国内船舶焊接机器人技术的发展。此外，在自行车、机车、电气和航天航空等领域，焊接机器人也得到了不同程度的应用，但是总体上来看在国内并未得到广泛应用。
2焊接机器人技术的展望
2.1技术的发展展望
结合焊接机器人技术的发展现状可以发现，相较于国外，我国焊接机器人技术发展依然较为落后。但在“中国制造2025”背景下，习近平总书记一再强调，机器人是“制造业皇冠顶端的明珠”，其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。所以想要推动中国制造的转型发展，完成“中国制造新世纪”的创造，还要加强焊接机器人技术的研究。因此在未来发展中，我国还应针对焊接机器人技术存在的焊缝跟踪技术问题、多机器人协调控制问
题、机器人编程问题等多种问题加强研究，通过引入人工智能、仿生学、控制论等先进技术理论实现技术难题的攻克，争取走在该领域的最前沿。为此，政府还应加强对焊接机器人领域先进技术的扶持，增加机器人项目投资，以便为技术发展提供强大后盾。而实现核心关键技术的攻克，则能有效推动我国焊接机器人生产制造的智能化和自动化发展。
2.2技术的应用展望
在焊接机器人技术应用方面，为争做制造强国，我国还应尽快将焊接机器人引入到各领域生产制造中，满足国家生产力的发展需求。就目前来看，除了制造业，建筑业、农林业、海洋开发、医疗和服务等行业也都进行了自动化发展，可以为焊接机器人的应用提供较大的发展空间[2]。结合这一发展形势，还应加强特种焊接机器人的研发制造，完成能够满足各领域需求的特种焊接机器人的研发，如深海焊接机器人、军用焊接机器人、建筑焊接机器人等，使焊接机器人的应用发展空间得到不断扩宽，进而有效推动焊接机器人技术的发展。
结论：在现代工业生产中，我国还应充分认识到焊接机器人技术的重要性，通过不断推动该技术的发展实现制造业由劳动密集型到技术密集型的转变，使中国成为世界制造强国。为达成这一目标，还应持续对焊接机器人技术发展问题展开分析，以便结合技术发展现状明确未来发展方向，进而更好的推动焊接机器人技术的发展。
参考文献：
[1]赵文光,李士凯,张斌斌. 焊接机器人智能化技术研究现状与展望[J]. 材料开发与应用,2016,31(03):108-114.
[2]刘强,殷文星. 焊接自动化技术中焊接机器人的使用现状及展望[J]. 科技创业家,2013,(21):35.