焊接機器人，從汽車制造到多個應用領域

閃爍又耀眼，是焊接工人手中開出的火花。即使在夏日，也要穿著厚厚的工作服，抵抗酷熱的環境。工作強度大并且安全性有待保障。這是很多焊接工人的工作現狀。而機器人的發展，尤其是焊接機器人可以改善這一現狀。

背景

1920年，捷克作家Karel Capek，在其Rossums Universial Robots劇本中第一次提到“Robot”一詞，是將捷克語中“Robota"(農奴)寫成“Robot”得到的。

1967年日本科學家森政弘與合田周平提出：“機器人是一種具有移動性、個體性、智能性、通用性、半機械半人性、自動性、奴隸性等7個特征的柔性機器。

“機器人”有著深厚的歷史淵源，同時寄托著人們希冀其幫助完成一些工作的愿望。

圖 機器人發展歷程

圖片來源：前瞻產業研究院

現如今，人工成本逐漸升高，人工作業所帶來的成本、環境、工作強度和專業要求又具有多重限制。同時，工業制造業轉型升級需求日益迫切，智能工廠、智能生產正在重塑產品設計和制造方式。

不論是科技部“智能機器人”重點專項，2017年項目申報指南，圍繞智能機器人基礎前沿技術、新一代機器人、關鍵共性技術、工業機器人、服務機器人、特種機器人等六個方向部署實施的政策，還是“十二五”取得的成果，以及“十三五”將啟動的重大科技項目與重大工程，機器人與人工智能都是不可忽略的字眼。

工業機器人分類

機器人是個大家族，按不同分類方法，可分為多種。按照用途來說，其分類如下圖。

工業機器人是指面向工業領域的多關節機械手或多自由度機器人。焊接機器人是從事焊接（包括切割與噴涂）的工業機器人，多用于汽車制造等規?；圃祛I域。根據國際標準化組織（ISO）工業機器人屬于標準焊接機器人的定義，工業機器人是一種多用途的、可重復編程的自動控制操作機（Manipulator），具有三個或更多可編程的軸，用于工業自動化領域。

焊接是工業生產中非常重要的環節，它被譽為“工業裁縫”。而焊接煙塵、弧光、金屬飛濺造成焊接工作環境惡劣，焊接質量的好壞對產品質量起決定性的影響。

產能低、招工難、利潤低成為焊接領域發展的“痛點”，而將傳統的焊接與機器人結合起來，能夠解決這些“痛點”。焊接機器人分為點焊機器人、弧焊機器人與激光焊機器人。

焊接機器人長哪樣

機器人：機器人本體和控制柜（硬件及軟件）組成；

焊接設備：以弧焊和點焊為例，由焊接電源（包括其控制系統）、送絲機（弧焊）、焊槍（鉗）等部分組成。而智能機器人則還有傳感系統，如激光或攝像傳感器及其控制裝置等。

世界各國生產的焊接用機器人基本上都屬關節機器人，絕大部分有6個軸。焊接機器人運動時由手臂和手腕組合，其中，手臂部分的3個軸可將末端工具送到不同的空間位置，是定位結構，而手腕部分的3個軸解決工具姿態的不同要求，為定向結構。 高穩定性、高焊接質量、高效率、高智能性、以及低勞動強度和低技能要求，展現出焊接機器人廣大的應用價值和潛力前景。

看我靈活的臂彎

產品圖：新松官網SR6C

在焊接機器人中，其核心技術是傳動系統和控制系統，傳動系統的關節（RV減速器）和伺服電機占據大半部分成本，國內主要從日本等進口。

焊接機器人發展歷史

中國發展焊接機器人的時間晚于美國和日本，美國是最早出現工業機器人的國家。

1954年，“工業機器人”和“示教再現”的概念首次被提出，出現在美國的G．C戴沃爾發表的“通用重復型機器人”專利論文中；

1959年，美國Unimation公司推出第一臺工業機器人，將概念變為實體；

1967年，日本從美國引進Unimate和Versatran等類型的工業機器人。在國家鼓勵和中小企業應用中，率先實現在汽車制造業的噴涂、焊接、裝配中的應用，同時擴展到其他產業。

十年之后，日本已形成了機器人產業，其工業機器人的安裝數量約占全世界的60％。

中國焊接工業機器人的發展，經歷了從萌芽到發展到實用的幾個階段。

20世紀70年代初，由大學與科研院所開始了自發性研究。1986年發展機器人被列入國家“863”高科技計劃，此后，又相繼被列入“八五”“九五”中。近年來，隨著制造業轉型升級，智能制造的提出，發展工業機器人更是多次被寫入國家及地區政策文件。

而放眼應用，焊接機器人也在汽車領域走出了第一步。

1984年，一汽公司引進德國KUKA焊接機器人，并應用到“紅旗牌”車身焊接和“解放牌”車頭頂蓋焊接。

1988年，開發出整個車身機器人焊裝自動生產線。

隨著上海大眾和一汽大眾的合資汽車廠的誕生，經過引進、消化、再開發，認識國內與國外的差距，在系統集成和應用領域上得到了提高和拓展。

經歷20多年的發展，焊接機器人已經從在汽車制造領域的應用發展到在工程機械、鋼結構、核電風電、航空航天、船舶海工、軌道交通、國防軍工、家用電器、民用五金等多個領域應用。

據工信部數據顯示，在剛剛過去的2018年1－10月，我國工業機器人產量為118452臺（套），同比增長8.7%，10月當月產量為9590臺（套），比上年同月下降3.3%。

了解了機器人分類及焊接機器人發展概況后，下一篇，我們將為大家介紹工業機器人的市場情況。