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「工业科技」智能制造和焊接机器人

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发表于 2018-9-19 20:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
【工业科技】智能制造和焊接机器人
2016-11-09 石林 云海桥
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作者:石林
文章转自:焊接之家
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石林
珠海瑞凌焊接自动化有限公司——董事长
广东省机器人协会——常务副会长
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1
关于焊接
1
焊接在现代工业的地位及重要性
焊接,抛开晦涩难懂的书面解释,狭义的说就是指金属的焊接
机械制造工业是国民经济的基础工业,而焊接技术则是机械制造工业的关键技术之一,一个国家的焊接技术发展水平逐渐成为衡量其工业和科技现代化发展水平的重要标志。
2
焊接发展简史
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3
主要焊接方法
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4
焊接在我国的主要应用行业和项目
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现代工业及科技的发展,致使新材料新工艺不断出现,对焊接工艺性能、质量、成本等要求将越来越高,新的焊接方法将不断出现,应用也会更加广泛,焊接技术必将向自动化、信息化、智能化方向发展。
2
关于焊接机器人
1
焊接机器人特点和组成
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不仅需要满足焊接工艺的基本动作要求,还要具备专业软件和其他应用软件、对于弧焊机器人还需具备整个焊缝轨迹的精度和重复精度、跟踪功能、适应较为恶劣的工作环境和抗干扰能力。
焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。机器人由机器人本体和控制柜(硬件及软件)组成。而焊接装备,以弧焊及点焊为例,则由焊接电源,(包括其控制系统)、送丝机(弧焊)、焊枪(钳)等部分组成。对于智能机器人还应有传感系统,如激光或摄像传感器及其控制装置等。
2
焊接机器人发展历史
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1974年,世界上首台焊接机器人由日本川崎以美国Unimate为基础开发出了弧焊机器人用于摩托车车架制造。
我国弧焊机器人研究起步于80年代初,1984年由哈工大研发出国内首台焊接机器人。
3
焊接机器人产品和技术的发展
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早期的焊接机器人缺乏“柔性”,焊接路径和焊接参数须根据实际作业条件预先设置,工作时存在明显的缺点。随着计算机控制技术、人工智能技术以及网络控制技术的发展,焊接机器人也由单一的单机示教再现型向以智能化为核心的多传感、智能化的柔性加工单元(系统)方向发展。
4
焊接机器人品牌应用情况
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2015年全球焊接机器人总保有量70-80万台大多数应用在日本、美国和欧洲等工业发达国家。近年来,我国焊接机器人应用发展呈现出快速增长的势头,其年平均增长率超过40%, 2015年我国焊接机器人本体销售应用近万台,国内总保有量约10万台左右。
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其中95%是国外品牌,日系约占70%,欧系品牌约占20%,国产品牌的焊接机器人在实际应用还很少。
国产焊接机器人起步较晚,虽然目前国产焊接机器人还不完全成熟,但可喜的是这两年国内机器人及机器人器件厂商投入较大,取得了很大的进步。
目前在我国虽然已经具有自主知识产权的焊接机器人系列产品,但却不能批量生产,形成规模,有以下几个主要原因:
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5
我国焊接机器人主要应用领域
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我国焊接机器人的应用主要集中在汽车、摩托车、工程机械、铁路机车等几个主要行业。汽车是焊接机器人的最大用户,也是最早用户。汽车制造和汽车零部件生产企业中的焊接机器人占全部焊接机器人的60%。
在汽车行业中点焊机器人与弧焊机器人的比例为3:2。
6
机器人焊接的主要优点
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7
焊接机器人工艺方法及应用
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在机器人厂商和机器人系统集成商的共同努力下,目前机器人可以应用去点焊、弧焊、激光焊、多工艺复合焊接、搅拌摩擦焊、等离子和激光切割、钎焊等多种焊接工艺方法,其中点焊和弧焊应用较多(总占比近90%,其中点焊占比40左右)。
8
焊接机器人的发展趋势
目前国际机器人界都在加大科研力度,进行机器人共性技术的研究。从机器人技术发展趋势看,焊接机器人和其它工业机器人一样,不断向智能化和多样化方向发展。具体而言,表现在如下几个方面:
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3
关于焊接机器人系统集成
1
焊接机器人系统集成特点
集焊接工艺、机械设计、识别和传感技术、自动控制、信息采集和处理、人工智能等多学科而形成的高新应用技术,主要是为了解决工业制造中以焊接工艺为主的自动化装备具有满足焊接需求、可以实现半自动化或自动化、信息化和智能化、焊接质量控制和检测等基本需求,根据需求,系统还辅助上下游工序的自动化和智能化。
2
焊接机器人系统集成基本组成
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除焊接机器人本体以外的构成有:焊接电源、变位机、焊接夹具、辅助上下料和物流系统、焊缝识别跟踪装置、焊接质量控制和检测、信息采集和传输系统、综合控制及部分辅助装置
3
焊接机器人系统集成应用技术现状
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目前简单的焊接机器人系统集成相对比较成熟,应用案例也非常之多,特别是汽车制造业车身点焊机器人焊接技术。弧焊机器人系统集成主要在焊接路径规划和自适应跟踪技术、专用数字化焊接电源技术及焊接参数自调节技术(专家系统)、离线编程及遥控技术、多机器人协调控制技术、机器人控制系统和外部轴适应技术、自动化焊接过程的信息采集技术等方面都有较快的发展和应用。
4
焊接机器人系统集成市场发展趋势
当前焊接机器人的应用迎来了难得的发展机遇,一方面,技术的发展使焊接机器人价格不断降低,性能不断提升;
另一方面,劳动力成本上升,提升加工手段、产品质量和企业竞争力的需求为焊接机器人应用及发展提供巨大发展前景。
国家工信部预计2015年至2025年期间,中国工业机器人年销量复合增长率将达到35%,10年间机器人本体市场规模近千亿元,加上系统集成及配件维修市场,累计近3500亿元左右,机器人焊接产业应用市场按占比30%计算,十年后年可达千亿市场体量。
从工业制造对焊接需求的发展角度来看,焊接机器人系统集成应用市场的趋势主要有:
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焊接机器人系统集成应用技术发展趋势:
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总之,高效、自动、柔性、智能是焊接机器人系统集成的发展趋势,正经历着由单机示教再现型向多传感、智能化的柔性机器人工作站或多机器人工作群甚至整厂生产流水线方向发展。
5
焊接机器人系统集成存在问题及思考
总体市场状况
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技术层面的问题
目前焊接机器人系统集成总体还处于单系统低端应用水平,从技术角度还存在:
性能和稳定性存在问题,很多还依赖价格和服务成本很高的国外进口技术和产品,限制了罕见机器人系统集成的应用。
总体水平低,尤其是多机器人和多工序组合的生产线集成能力较弱
细分行业需求理解不深,工艺和技术分解粗糙,难以提供结合行业现状和需求并具有竞争力的系统解决方案。
焊接机器人系统集成行业问题
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大多数系统集成商规模很小,由于综合技术水平和总体解决方案能力和服务能力都很弱,市场竞争力差,运营情况不好,基本都在勉强维系或苦苦挣扎,面临被淘汰的危险。目前行业已经显示出洗牌的迹象,那些具有较强的总体解决方案能力的公司必将越做越大。
人才问题
新型行业发展迅速且需要高端技术,因而高科技人才严重不足。
焊接机器人本体角度
目前市场基本为价格较高的国外品牌,市场呼唤性价比较好、服务更便捷的国产焊接机器人有待早日成熟。
运营模式的问题
目前行业依旧为单打独斗,品牌影响力弱,综合服务能力差,运营成本高。
政策支持方面
目前很多政府支持及优惠只针对机器人本体厂商,大多数系统集成商得不到政府有力支持,无法享受政策优惠。
4
智能制造与焊接机器人
1
当今世界制造业智能化发展的五大趋势
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2
焊接与智能制造-关键技术研究
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5主要行业焊接机器人应用案例介绍
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1
摩托车行业
跨骑士车架机器人焊接生产线
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踏板车架机器人焊接生产线
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2
汽车配件行业
汽车减震器机器人焊接工作站
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车轴自动蹄凸轮轴机器人焊接工作站
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3
重工行业
泵送车后支腿机器人焊接工作站
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风机风电
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4
电梯行业
江南嘉捷下段单片机器人焊接工作站
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5
五金家电行业
热水器筒体挂架机器人焊接工作站
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烤炉煤气烤炉大底盖机器人焊接生产线
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6
建筑行业
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7
其他行业
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关于我们:
孙春光 学历:天津大学电子信息工程本科、保送通信与信息系统硕士 。
现担任全国工商联民办教育出资者商会EMBA联盟专委会秘书长;北京左右逢源创业投资有限公司合伙人;中关村众筹联盟发起单位之一、监事长单位;磁云科技合伙人;京沪知识产权服务中心合伙人;金刚偶巴创意韩餐合伙人;常州火红基金合伙人;南京亨通伟业基金合伙人;飞常酷无人机合伙人;爱投(ITOU)高管会创始发起人;IT高管会创始发起人;陈香梅公益基金会天使荣耀基金理事。
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