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    行業資訊

    焊接機器人,從汽車制造到多個應用領域

    2021-03-01 22:50:41 aipaae
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    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。

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    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。

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    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。

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    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。

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    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。


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