焊接机器人:为工业经济注入强劲动力,引领产业革新

瀚维焊割人 2024-08-13 15:55:03

一谈及焊接技术,不少人脑海里通常会闪现出昏暗的作业环境、四处迸溅的火星以及尖锐刺耳的噪声。然而,在当下的现代化工厂之中,众多高难度且需高度集中精力的焊接任务正逐步被焊接机器人所取代。这些焊接机器人从最初的示教程序操作开始,历经离线编程的阶段,发展至如今的智能焊接时期,持续推进着工业自动化与数字化的革新进程,为工业生产的稳定发展注入了全新的动力。

焊接工艺与传统的榫卯和法兰联接方式存在差异,它通过物理或化学的手段,借助热量和压力促使金属或其他具有可塑性的材料紧密结合,进而形成牢固的连接。在运用焊接技术构建的结构里,无需再使用额外的连接件,如此一来,既减轻了结构的自身重量,又增强了整体结构的稳定性与可靠性。焊接技术的应用领域极为宽泛,从常见的机械设备制造,到高端的航空航天领域,再到建筑工程以及微小的电子器件制造,无一能够脱离焊接技术的强力支撑。

随着现代制造业对焊接质量和效率的不断追求,行业内对于焊接工艺的速度与精准度标准也在持续提高,这促使众多企业纷纷投身于焊接机器人领域,紧紧把握智能焊接的前沿趋势。当前,机器人焊接技术已在火车制造、船舶建造、机械设备制造、航空航天、建筑行业以及石油化工等诸多行业得到广泛运用,并且呈现出了卓越的性能。

我国焊接机器人 产业活性强

焊接机器人通常配备六个自由度,可按照控制方式分类,包括点焊、弧焊、激光焊接及搅拌摩擦焊接机器人等各类型。这些高度灵活的设备能够执行复杂的三维立体焊接任务,能够根据焊件的形状和特点灵活调整焊接模式和路径,精确满足精密工业组件的焊接需求,确保焊接工艺的速度与质量,同时达到现代工业对柔性化、高效率和可靠性的高标准。

据产业前瞻研究院发布的数据,以专利申请数量作为标准,我国已成为全球焊接机器人技术发源的领头羊,其焊接机器人的专利申请数量占全球总量的70%以上,显著领先于其他国家和地区。在2023年,中国对焊接机器人的专利申请超过1000项,其中由企业申请的专利占比超过60%。这一现象表明,焊接技术创新领域的研究和开发正处于热潮之中,成果转化效率高,并具有强烈的实用目的。在国内众多专注于焊接机器人开发的公司中,上海柴孚机器人有限公司便是佼佼者,推出的ARC系列焊接机器人以其独特的竞争优势在市场中脱颖而出。

柴孚机器人SF ARC系列焊接机器人

柴孚机器人公司在自动化装备领域的创新和专业知识表现出色,涵盖了多种机器人类型,包括桌面机器人、码垛机器人以及冲压机器人等。公司着力于工业机器人的核心组件研发,力求在行业内建立起品牌竞争优势。在ARC系列产品中,柴孚机器人引入了超精密RV关节减速器技术,使得焊接机器人的重复精度达到了令人印象深刻的0.05mm级别,大大提高了焊接的精确度和可靠性。

此外,柴孚机器人的独特设计包括机械手腕的中空构造,这一点不仅减少了基轴的运动,还使得机器人在保证精度的同时,拥有更高的工作速度和更短的循环时间,提高了生产效率。机器人的多角度安装能力和IP65级的防护认证,使其能够适应各种工作环境,包括潮湿条件,且易于维护和保养,从而降低了企业的长期运营成本。

ARC-X系列机器人(包括SF6-C1400X、SF6-C2080X模型)作为公司自动化解决方案的核心,专为电动车车架焊接工艺设计,具有极高的精度和速度。这一系列在0.05mm的控制精度基础上实现了最大运行速度达到700 °/s的突破,满足了电动车制造商对焊接速度和质量的严苛要求。因此,ARC-X系列受到越来越多电动汽车制造商的青睐.

柴孚机器人“SF6-C1400X”焊接机器人

智能焊接技术 需求持续攀升

中国的智能焊接行业上游主要是金属材料供应商和核心零部件的供应商,中游是自动化焊接设备和焊接机器人制造商,下游则主要是汽车制造商和机械制造商。在这个产业链中,自动化和智能化水平不同的焊接设备和技术,以及其生产制造商在市场中的表现差异很大。

关键零部件如控制器、伺服系统和减速器对于焊接机器人的性能至关重要。尽管松下、安川电机和西门子等跨国公司在伺服系统领域占据了市场优势,但中国的国有以及私有企业凭借价格竞争力正逐渐提升市场份额。特别是在中小企业广泛追求自动化转型的背景下,国产品牌呈现出不断增长的市场占有率。

然而,整个焊接领域在逐步向高度智能化发展,智能程度不高的焊接机器人在下游市场的拓展上面临限制。在大部分焊接应用中,机器人的编程通常针对标准化产品,而在非标准化产品领域,如钢结构焊接,机器人的适应性相对较低,使得每次焊接都需要进行重新编程,增加了操作的复杂性。此外,现有焊接机器人在焊接后可能需要人工介入以修复未焊满、漏焊或过焊等问题,这在一定程度上降低了工作效率和增加了成本。

智能焊接机器人通过集成更先进的传感技术、数据处理和机器学习算法,能够在一定程度上自适应不同的焊接任务和工作环境,以智能方式减少或消除编程和后续修复工作的需要。随着焊接产业对更高柔性和智能化的需求增长,无需示教的智能焊接机器人有潜力解决目前市场上的一些挑战,推动整个焊接行业的转型和升级。这种焊接机器人能够提升生产效率、降低错误率,并最终提供更加稳定和高质量的焊接效果,这也是当前和未来焊接产业发展的重要方向。

智能焊接系统 迎来视觉技术突破

智能焊接技术的发展是工业自动化领域的一大进步,关键在于智能焊接系统的构建。对于小批量和非标准件的焊接任务,机器人需要配备能够识别对象和自主规划焊接路径的先进系统。这种系统常通过离线编程或首次示教的方式进行,从而将焊接轨迹、姿势及参数等信息传递给运动控制系统。控制系统的任务是提取并处理这些信息,明确焊接任务,制定相应的控制策略和焊接参数,并通过监测功能执行这些策略,最终驱动伺服电机完成高精度、高速度的焊接操作。

要发展一个功能完备的智能焊接系统,需要整合多方面的技术能力,包括全领域软件能力(主要指传感器、规划、控制算法的开发)、全栈软件能力(包括机器人算法、操作系统、中间件等)、软硬件集成能力以及硬件生产能力。此外,与其它自动化领域的机器人相比,焊接机器人面临更为复杂的挑战,包括非标化焊接对象和复杂多变的工作环境。这就需要焊接机器人具备更精确的环境感知能力,通过引入多模态传感器和3D视觉系统提高对环境的理解和认知。

鉴于中国工业视觉市场仍处于发展初期,产业链的成熟度不高,技术突破尤其在3D视觉方面仍需依赖大量数据反馈和算法迭代。尽管技术挑战存在,但智能焊接机器人的开发从未停滞。从2005年的鸟巢项目到2016年的大兴国际机场项目,焊接机器人不仅功能不断丰富,形态也日趋多样化,展现了智能焊接技术的快速发展和应用广度。

展望未来,随着产研深度融合、技术创新连续突破以及政府的支持与扶持,国产智能焊接品牌有望在全球焊接市场占据更重要的位置。智能焊接技术的持续发展不仅将加速中国制造业的智能化转型,也将为各行各业提供高效、高质量的焊接解决方案,推动整个工业自动化向前发展。

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瀚维焊割人

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