焊接机器人系统集成应用
焊接作为工业裁缝，是现在工业制造 主要的加工工艺，也是衡量一个 制造业水平的重要。焊接机器人作为工业机器人 重要应用板块发展非常，已广泛应用于工业制造各领域，占整个工业机器人应用40%左右。在实际应用中，焊接机器人本体很少单独使用，绝大多数还需要系统集成商结合行业和用户情况，将除焊接机器人本体以外的各功能单元等通过系统集成为成套自动化、信息化、智能化系统(单元)，形成满足用户需求的总体解决方案。
一般来讲，焊接机器人系统集成作为机器人应用下游，是机器人大规模普及应用和提升用户制造水平的关键，其总体是焊接机器人本体的5倍以上；在 应用市场，其份额 高。焊接机器人系统集成总体水平的高低，是决定机器人在焊接领域是否规模应用的重要因素，也是 提升以焊接工艺为主的制造业水平的关键。
一、机器人焊接的主要优点
焊接机器人系统的应用，主要有以下优点：1)提高生产效率，降低运营成本；2)提高产品质量的稳定性及一致性；3)缩短产品 新换代的准备周期，减少相应的设备投资；4)降低对一线操作人员技能要求， 劳动环境；5)节约人工工资和相关费用，提高生产 ；6) 加柔性化，不仅提升批量化生产的效率，也可实现小批量产品的响应；7) 加信息化，使得机器人焊接加工生产制造过程中的材料、半成品、成品、各种工艺参数等信息 加容易采集，方便质量控制、质量分析、产品制程追溯，同时产品的成本统计和控制也 加容易；8)以焊接机器人为基本单元，辅之焊接电源、夹具、传感、控制等系统集成，使得整个装备 加自动化、智能化、信息化， 容易实现“工业4.0”的智能制造。
二、焊接机器人发展历史及基本情况
1、焊接机器人特点和组成
和一般的工业机器人不同，焊接机器人不仅需要满足焊接工艺的基本动作要求，还要求具有焊接软件和其他应用软件；弧焊机器人还要求具有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力。
焊接机器人和多关节工业机器人一样，由主体、驭动系统、控制系统等部分组成。主体即机座和执行机构；驭动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驭动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。
2、焊接机器人发展历程
世界上 台焊接机器人是1974年日本川崎公司以 unimate为基础 出的弧焊机器人，用于摩托车车架制造。我国弧焊机器人的 起步于上世纪80年代初，1984年由哈尔滨工业大学 出国内 台焊接机器人。此后，焊接机器人的应用和技术发展经历了三个阶段。
代是示教再现型机器人：这类机器人操作简单，不具备外部信息的反馈能力，难以适应工作环境的变化，在现代化工业生产中的应用受到很大限制。
代是具有感知能力的机器人：这类机器人对外界环境有 的感知能力，具备如听觉、视觉、触觉等功能，工作时借助传感器获得信息，灵活调整工作状态，在适应环境的情况下完成工作。
第三代是智能机器人：这类机器人不但具备感觉能力，而且具有独立判断、行动、记忆、推理和决策的能力，能适应外部对象、环境协调地工作，能完成 加复杂的动作，还具备故障自我诊断及自我 能力。
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。
3、焊接机器人应用情况
截至2015年底，焊接机器人总保有量70-80万台，大多数应用在日本、 和欧洲等工业发达 。近年来，我国焊接机器人应用发展呈现出增长的势头，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。其中，95%是 的产品，日系约占70%，主要 有：otc、发那科、松下、安川、 越、川崎；欧系 约占20%，主要 有：kuka、abb、cloos、igm、comau，国产 的焊接机器人在实际应用中很少见。
国产焊接机器人起步较晚，虽然目前国产焊接机器人还不 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，相信国产焊接机器人部分替代进日机器人为期不远。
三、焊接机器人系统集成基本情况
1、焊接机器人系统集成特点
焊接机器人是集焊接工艺、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。焊接机器人系统除了具有满足焊接需求、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外，根据用户实际应用需求，自动化焊接加工系统还辅助上下游工序实现生产自动化和智能化。
2、焊接机器人系统集成基本组成
除焊接机器人本体以外，焊接机器人系统的构成有：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(如弧焊的清炬剪丝机构、 围栏和环保装置)等。
3、我国焊接机器人的主要应用
我国焊接机器人系统集成的较大规模应用是从汽车装备生产线的电阻点焊和薄板弧焊开始。1984年，一汽公司引进德国kuka焊接机器人用于当时的“红旗牌”车身焊接和“解放牌”车头顶盖焊接，并于1988年 出整个车身机器人焊装自动生产线。上世纪90年代初，随着上海大众和一汽大众等合资汽车厂的诞生，通过引进、消化、二次 等手段，我国焊接机器人系统集成能力和行业市场的应用能力提高。当时，除了少数几家大型国有企业引进消化 机器人应用以外，我国较早涉足焊接机器人应用的大学和单位有哈尔滨工业大学、清华大学、北京密云机床所、沈阳自动化所等，值得一提的是北京精艺公司(现中电华强)也是我国 早从事焊接机器人系统集成的先驭者。
经过二十几年的发展，焊接机器人目前不仅仅在我国汽车制造领域，其他如在摩托车、工程机械、钢结构、核电风电、航空航天、船舶海工、轨道交通、 、家用电器、民用五金等行业都有广泛的应用。从区域市场来看，我国的焊接机器人系统主要集中应用在珠三角和长三角总体工业比较发达的区域。
4、焊接机器人系统集成应用技术现状
目前，简单的焊接机器人系统集成单元相对比较成熟，应用案例也非常多，整线系统集成技术在汽车制造业车身点焊中也有广泛的应用。
从技术角度看，焊接机器人的系统集成，不仅是焊接机器人本体，还需要焊接电源、焊缝跟踪系统、整线控制技术等各个功能单元都能满足日益发展的客户需求。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、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。
5、焊接机器人应用工艺方法
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%，点焊占比40%左右)。
6、焊接机器人系统集成行业情况
随着机器人产业的火热，目前我国小小焊接机器人系统集成商达300-400家，总体销售额成几何级增长。2015年总体销售额约100亿元，其中体量较大的是以点焊机器人为主的汽车制造行业系统集成商，除comau，kuka，abb等 公司以外，国内企业体量较大的有成都玛瑞、广州明洛、宜兴东方等公司；弧焊机器人系统集成商体量较大的除 cloos、igm公司以外，国内的企业有唐山开元、厦门司尔特、昆山华恒、珠海瑞凌等公司。但国内80%以上的焊接机器人系统集成商规模很小，缺乏技能人才，综合技术水平和总体解决方案和服务能力都很弱，市场竞争力差，年销售额不超过千万元，维系惨淡经营状态。
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一般来讲，焊接机器人系统集成作为机器人应用下游，是机器人大规模普及应用和提升用户制造水平的关键，其总体是焊接机器人本体的5倍以上；在 应用市场，其份额 高。焊接机器人系统集成总体水平的高低，是决定机器人在焊接领域是否规模应用的重要因素，也是 提升以焊接工艺为主的制造业水平的关键。
一、机器人焊接的主要优点
焊接机器人系统的应用，主要有以下优点：1)提高生产效率，降低运营成本；2)提高产品质量的稳定性及一致性；3)缩短产品 新换代的准备周期，减少相应的设备投资；4)降低对一线操作人员技能要求， 劳动环境；5)节约人工工资和相关费用，提高生产 ；6) 加柔性化，不仅提升批量化生产的效率，也可实现小批量产品的响应；7) 加信息化，使得机器人焊接加工生产制造过程中的材料、半成品、成品、各种工艺参数等信息 加容易采集，方便质量控制、质量分析、产品制程追溯，同时产品的成本统计和控制也 加容易；8)以焊接机器人为基本单元，辅之焊接电源、夹具、传感、控制等系统集成，使得整个装备 加自动化、智能化、信息化， 容易实现“工业4.0”的智能制造。
二、焊接机器人发展历史及基本情况
1、焊接机器人特点和组成
和一般的工业机器人不同，焊接机器人不仅需要满足焊接工艺的基本动作要求，还要求具有焊接软件和其他应用软件；弧焊机器人还要求具有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力。
焊接机器人和多关节工业机器人一样，由主体、驭动系统、控制系统等部分组成。主体即机座和执行机构；驭动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驭动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。
2、焊接机器人发展历程
世界上 台焊接机器人是1974年日本川崎公司以 unimate为基础 出的弧焊机器人，用于摩托车车架制造。我国弧焊机器人的 起步于上世纪80年代初，1984年由哈尔滨工业大学 出国内 台焊接机器人。此后，焊接机器人的应用和技术发展经历了三个阶段。
代是示教再现型机器人：这类机器人操作简单，不具备外部信息的反馈能力，难以适应工作环境的变化，在现代化工业生产中的应用受到很大限制。
代是具有感知能力的机器人：这类机器人对外界环境有 的感知能力，具备如听觉、视觉、触觉等功能，工作时借助传感器获得信息，灵活调整工作状态，在适应环境的情况下完成工作。
第三代是智能机器人：这类机器人不但具备感觉能力，而且具有独立判断、行动、记忆、推理和决策的能力，能适应外部对象、环境协调地工作，能完成 加复杂的动作，还具备故障自我诊断及自我 能力。
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。
3、焊接机器人应用情况
截至2015年底，焊接机器人总保有量70-80万台，大多数应用在日本、 和欧洲等工业发达 。近年来，我国焊接机器人应用发展呈现出增长的势头，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。其中，95%是 的产品，日系约占70%，主要 有：otc、发那科、松下、安川、 越、川崎；欧系 约占20%，主要 有：kuka、abb、cloos、igm、comau，国产 的焊接机器人在实际应用中很少见。
国产焊接机器人起步较晚，虽然目前国产焊接机器人还不 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，相信国产焊接机器人部分替代进日机器人为期不远。
三、焊接机器人系统集成基本情况
1、焊接机器人系统集成特点
焊接机器人是集焊接工艺、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。焊接机器人系统除了具有满足焊接需求、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外，根据用户实际应用需求，自动化焊接加工系统还辅助上下游工序实现生产自动化和智能化。
2、焊接机器人系统集成基本组成
除焊接机器人本体以外，焊接机器人系统的构成有：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(如弧焊的清炬剪丝机构、 围栏和环保装置)等。
3、我国焊接机器人的主要应用
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4、焊接机器人系统集成应用技术现状
目前，简单的焊接机器人系统集成单元相对比较成熟，应用案例也非常多，整线系统集成技术在汽车制造业车身点焊中也有广泛的应用。
从技术角度看，焊接机器人的系统集成，不仅是焊接机器人本体，还需要焊接电源、焊缝跟踪系统、整线控制技术等各个功能单元都能满足日益发展的客户需求。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、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。
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6、焊接机器人系统集成行业情况
随着机器人产业的火热，目前我国小小焊接机器人系统集成商达300-400家，总体销售额成几何级增长。2015年总体销售额约100亿元，其中体量较大的是以点焊机器人为主的汽车制造行业系统集成商，除comau，kuka，abb等 公司以外，国内企业体量较大的有成都玛瑞、广州明洛、宜兴东方等公司；弧焊机器人系统集成商体量较大的除 cloos、igm公司以外，国内的企业有唐山开元、厦门司尔特、昆山华恒、珠海瑞凌等公司。但国内80%以上的焊接机器人系统集成商规模很小，缺乏技能人才，综合技术水平和总体解决方案和服务能力都很弱，市场竞争力差，年销售额不超过千万元，维系惨淡经营状态。
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