正文
其精度与效率直接决定了工业产品的结构强度和生产成本。例如,汽车车身的高强度钢板连接、飞机发动机的耐高温焊接,以及核电站管道的安全密封,均依赖焊接技术实现可靠性和规模化生产。
根据热源和工艺差异,焊接主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。(1)熔焊
通过熔化母材实现连接,如电弧焊(手工焊、埋弧焊)适用于钢结构建筑和船舶制造。
(2)压焊
(如电阻焊、摩擦焊)无需填充材料,常用于汽车车架点焊和铝合金薄板加工。
(3)钎焊
则利用低熔点合金连接异种材料,在电子元器件和精密仪器中尤为关键。近年来,激光焊、电子束焊等新型技术突破传统局限,例如航空航天领域采用激光-电弧复合焊实现钛合金的高效深熔焊接,而微电子行业则依赖超声波焊完成芯片引线的精密连接。
焊接机器人是融合多学科技术的现代化工业装备。
焊接机器人由机器人本体和焊接配套设备两部分构成。本体部分以六轴机械臂为核心,包含控制系统、精密减速机及伺服电机等关键零部件;焊接配套设备则涵盖焊接电源、专用焊枪和自动送丝装置等。这类设备通过集成人工智能和传感器技术,能够实现高精度、高稳定性的自动化焊接。
焊接机器人按工艺可分为四大主流类型,覆盖不同工业场景。
根据高工咨询数据,点焊与弧焊机器人占据市场90%的份额。点焊机器人主要用于汽车制造业的薄板焊接,典型应用包括整车外壳拼装,需搭配160-210kg级重型机械臂,目前市场仍由发那科、ABB等外资企业主导。弧焊机器人则适配6-20kg级轻型机械臂,凭借对复杂焊缝轨迹的精确控制能力,广泛应用于汽摩配件、3C电子等领域,成为国产厂商竞争的主战场。此外,激光焊接和搅拌摩擦焊等新型技术正在新能源汽车、航空航天领域加速渗透。
(二)智能焊接机器人技术日益成熟
按照机器人加工路径生成的方式不同,焊接机器人可分为传统示教型与智能焊接机器人两
类
。
传统示教型焊接机器人采用"示教-再现"模式,依赖人工手动引导焊枪轨迹并记录动作参数,形成固定程序化焊接路径;而智能焊接机器人通过集成视觉传感器、激光传感器等高精度感知设备,结合人工智能算法实现焊缝的实时识别、路径自动生成与动态优化,极大减少人工示教的依赖,显著提升作业灵活性。
一套完整的智能焊接机器人系统由智能控制系统、视觉传感与跟踪模块、离线编程平台及机器人本体构成。
其核心在于离线编程软件的支持:用户可在虚拟环境中完成焊缝建模、路径规划与工艺仿真,通过预设参数自动调整焊接电流、速度等工艺参数,并验证路径合理性,极大缩短调试周期。相较于传统模式,智能机器人具备多维优势——基于深度学习的决策系统可根据材料特性、工件形变实时优化焊接策略,高精度传感器确保毫米级定位稳定性,柔性化设计使其兼容多类型焊枪与工艺需求,同时通过安全防护机制降低操作风险。
随着人工智能与物联网技术的深度融合,智能焊接机器人正从“半自主”向“全自主”演进。
其技术突破体现在两方面:一是通过强化学习实现焊接缺陷的在线修复与工艺参数的自我迭代优化;二是借助数字孪生技术构建虚实映射系统,进一步提升复杂曲面焊接的适应性。相较于传统示教型机器人,智能版本在精密电子器件、汽车轻量化构件等非标焊接领域展现突出优势,尤其适合多品种小批量生产场景。未来,随着5G远程控制与边缘计算技术的普及,焊接机器人将实现跨平台协同作业与云端知识共享,推动智能制造体系的全面升级。
智能焊接机器人已取得关键性突破,特别是在3D视觉与焊缝识别方面。
2024年6月,由广东省机械工程学会组织的鉴定会确认,瑞集科技“3D视觉引导免示教焊接机器人系统”打破了传统自动化焊接对示教依赖,能够在复杂三维环境中实现自主识别与路径规划。其“云-边-端”架构下的专家系统支持多品种、小批量柔性生产,显著拓宽了自动化应用边界,为非标准化制造环境提供了有力支持。
焊接自动化已成为智能制造升级的关键支点。
船舶、钢结构、重型装备等行业对高质量、低成本焊接工艺的刚性需求,为智能焊接机器人的快速普及提供了现实基础。随着国产焊接机器人性能日益逼近国际水平,领先企业正凭借技术整合力和产业链协同力,在智能焊接市场中加速形成竞争优势。