焊接機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來前景方向預(yù)測2023

• 黃文玉 2023年1月17日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 446 23
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焊接機(jī)器人是從事焊接(包括切割與噴涂)的工業(yè)機(jī)器人。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)工業(yè)機(jī)器人屬于標(biāo)準(zhǔn)焊接機(jī)器人的定義，工業(yè)機(jī)器人是一種多用途的、可重復(fù)編程的自動控制操作機(jī)(Manipulator)，具有三個或更多可編程的軸，用于工業(yè)自動化領(lǐng)域。

2023年1月17日上午，隨著自動焊接機(jī)器人的機(jī)械臂在鋼構(gòu)件上迸發(fā)出耀眼的弧光，總投資18.4億美元、年產(chǎn)240萬噸的浮式天然氣液化(FLNG)項目在江蘇南通正式開工。這也是我國海工高端裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、加速發(fā)展的又一重要成果。

焊接機(jī)器人是從事焊接(包括切割與噴涂)的工業(yè)機(jī)器人。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)工業(yè)機(jī)器人屬于標(biāo)準(zhǔn)焊接機(jī)器人的定義，工業(yè)機(jī)器人是一種多用途的、可重復(fù)編程的自動控制操作機(jī)(Manipulator)，具有三個或更多可編程的軸，用于工業(yè)自動化領(lǐng)域。為了適應(yīng)不同的用途，機(jī)器人最后一個軸的機(jī)械接口，通常是一個連接法蘭，可接裝不同工具或稱末端執(zhí)行器。焊接機(jī)器人就是在工業(yè)機(jī)器人的末軸法蘭裝接焊鉗或焊(割)槍的，使之能進(jìn)行焊接，切割或熱噴涂。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年焊接機(jī)器人產(chǎn)業(yè)深度調(diào)研及未來發(fā)展現(xiàn)狀趨勢預(yù)測報告》顯示：

點(diǎn)焊對焊接機(jī)器人的要求不是很高。因為點(diǎn)焊只需點(diǎn)位控制，至于焊鉗在點(diǎn)與點(diǎn)之間的移動軌跡沒有嚴(yán)格要求，這也是機(jī)器人最早只能用于點(diǎn)焊的原因。點(diǎn)焊用機(jī)器人不僅要有足夠的負(fù)載能力，而且在點(diǎn)與點(diǎn)之間移位時速度要快捷，動作要平穩(wěn)，定位要準(zhǔn)確，以減少移位的時間，提高工作效率。點(diǎn)焊機(jī)器人需要有多大的負(fù)載能力，取決于所用的焊鉗形式。對于用與變壓器分離的焊鉗，30～45kg負(fù)載的機(jī)器人就足夠了。但是，這種焊鉗一方面由于二次電纜線長，電能損耗大，也不利于機(jī)器人將焊鉗伸入工件內(nèi)部焊接;另一方面電纜線隨機(jī)器人運(yùn)動而不停擺動，電纜的損壞較快。

因此，目前逐漸增多采用一體式焊鉗。這種焊鉗連同變壓器質(zhì)量在70kg左右?？紤]到機(jī)器人要有足夠的負(fù)載能力，能以較大的加速度將焊鉗送到空間位置進(jìn)行焊接，一般都選用100～150kg負(fù)載的重型機(jī)器人。為了適應(yīng)連續(xù)點(diǎn)焊時焊鉗短距離快速移位的要求。新的重型機(jī)器人增加了可在0.3s內(nèi)完成50mm位移的功能。這對電機(jī)的性能，微機(jī)的運(yùn)算速度和算法都提出更高的要求。

根據(jù)IFR數(shù)據(jù)顯示，2019年全球機(jī)器人保有量為272.2萬臺，其中用于焊接共有64萬臺;全球機(jī)器人裝機(jī)量為37.3萬臺，其中用于焊接的共有7.5萬臺。2010-2018年中國工業(yè)機(jī)器人銷量不斷增加，2019年稍有下降，但銷量仍居全球首位。2019年中國工業(yè)機(jī)器人銷量為14.05萬臺，較2018年減少了1.35萬臺，同比下降8.8%。根據(jù)中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2019年中國焊接機(jī)器人銷量為3.4萬臺，較2018年減少了0.6萬臺。2020年中國焊接機(jī)器人銷量約為3.8萬臺。

焊接機(jī)器人產(chǎn)業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀

在最近幾年，中小型企業(yè)(SMEs)巨大的發(fā)展機(jī)會和定制機(jī)器人解決方案的增長需求，給焊接機(jī)器人市場帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。此外，視覺跟蹤系統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)步可對焊接過程進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測和控制。亞洲地區(qū)制造業(yè)的不斷增長的需求預(yù)計將進(jìn)一步推動焊接機(jī)器人市場的增長。

國外機(jī)器人在應(yīng)用廣泛的焊接機(jī)器人上占據(jù)絕對優(yōu)勢，市場份額超過95%，技術(shù)遙遙領(lǐng)先，以O(shè)TC 為例已開發(fā)出七軸弧焊機(jī)器人。焊接機(jī)器人最早應(yīng)用于汽車行業(yè)，因?qū)附拥木鹊雀鞣矫嬉筝^高，因此一直是采用國外機(jī)器人生產(chǎn)線，國產(chǎn)機(jī)器人目前無法滿足汽車行業(yè)的需求，但是在其它領(lǐng)域如工程機(jī)械等已有成功案例(三一臨港自動化生產(chǎn)車間)，佳士科技、瑞凌股份也尋找國外合作伙伴，欲分得一杯羹。

以國外工業(yè)的自動化程度為參照，點(diǎn)焊機(jī)器人在中國還有巨大的增長潛力。巨大的市場增長空間以及目前不到5%的市場份額，為國內(nèi)焊接機(jī)器人的進(jìn)口替代創(chuàng)造了良好的條件。只要國內(nèi)公司能在技術(shù)上與國外公司縮小差距，達(dá)到應(yīng)用行業(yè)的基本要求，那么進(jìn)口替代數(shù)量必將大大增加。

目前我國的焊接自動化率只有20%左右，國家從上個世紀(jì)末開始逐漸在各個行業(yè)推廣氣體保護(hù)焊，取代手工電弧焊，現(xiàn)已初見成效?？梢灶A(yù)計在21世紀(jì)的前10年，我國的焊接技術(shù)仍然是在傳統(tǒng)的框架內(nèi)繼續(xù)增長與改進(jìn)，智能型焊接也會在特定領(lǐng)域適當(dāng)發(fā)展。2022年全球焊接機(jī)器人市場規(guī)模達(dá)626.35億元人民幣，中國焊接機(jī)器人市場在全球市場的占比為39.66%。

焊接機(jī)器人產(chǎn)業(yè)未來趨勢預(yù)測

焊接機(jī)器人技術(shù)的研究與實(shí)際應(yīng)用是今后5年我國焊接設(shè)備技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志。消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)，減少進(jìn)口，研制具有我國知識產(chǎn)權(quán)的、國際先進(jìn)水平的焊接機(jī)器人，保證質(zhì)量、增加數(shù)量，將其應(yīng)用從汽車、摩托車焊接擴(kuò)展造船、電力、核能、石化等領(lǐng)域。推動我國焊接切割機(jī)器人的研制和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。逐步用自動化焊切設(shè)備，替代手工和半自動化設(shè)備，縮小我國與世界先進(jìn)水平的巨大差距。從購買國外焊接機(jī)器人到消化吸收、自主開發(fā)，并形成具有知識產(chǎn)權(quán)的焊接機(jī)器人系統(tǒng)。

未來15年，自動化焊機(jī)的研制、生產(chǎn)推廣達(dá)到世界先進(jìn)水平，使用比例和國際接軌。我國焊接機(jī)器人在實(shí)際焊接生產(chǎn)中的應(yīng)用領(lǐng)域及數(shù)量將大幅增加，并有水下焊接、太空及失重條件的焊接機(jī)器人研制成功。結(jié)合逆變電阻焊機(jī)技術(shù)的發(fā)展、激光—電弧復(fù)合焊技術(shù)的提高、焊接生產(chǎn)個性化要求的提高，更加先進(jìn)的點(diǎn)焊/弧焊機(jī)器人、專用機(jī)器人、智能化的新一代焊切機(jī)器人將應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)際中。

中研普華利用多種獨(dú)創(chuàng)的信息處理技術(shù)，對市場海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整理、加工、分析、傳遞，為客戶提供一攬子信息解決方案和咨詢服務(wù)，最大限度地降低客戶投資風(fēng)險與經(jīng)營成本，把握投資機(jī)遇，提高企業(yè)競爭力。

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