焊接机器人是工业机器人的重要分支。焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人,它主要包括机器人和焊接设备两部分组成。对于智能机器人,还应配有传感系统,如激光或摄像传感器及其控制装置等。根据统计,在工业机器人中,大约有近40%是用于各种形式的焊接加工,即焊接机器人的应用最为普遍。焊接机器人之所以能够占据整个工业机器人总量相当一个部分,与焊接这个特殊的行业有关。焊接工业劳动强度大且相对危险,对工作质量和效率往往比其他工业流程更高,使用机器人可以稳定和提高焊接质量, 改善工人的劳动条件,提高劳动生产率。同时机器人的程序性可以使其相比专机拥有更好的适应性。
焊接机器人主要可分为点焊和弧焊机器人两种。点焊机器人由于采用了一体化焊钳,焊接变压器装在焊钳后面,所以变压器必须尽量小型化。点焊机器人的焊钳,用电伺服点焊钳,焊钳的张开和闭合由伺服电机驱动,码盘反馈,使焊钳的张开度可以根据实际需要任意选定并预置,而且电极间的压紧力也可以无级调节。而弧焊机器人多采用气体保护焊方法(MAG、MIG、TIG),通常的晶闸管式、逆变式、波形控制式、脉冲或非脉冲式等的焊接电源都可以装到机器人上作电弧焊。由于机器人控制柜采用数字控制,而焊接电源多为模拟控制,所以需要在焊接电源与控制柜之间加一个接口。
我国焊接机器人市场容量可观,国产化替代潜力大。由中国机器人产业联盟和国际机器人联合会共同的调查显示,在我国2015焊接机器人实现销售20880台,占总量的30.5%。虽不及国际上40%的标准,仍然表明在我国焊接机器人是工业机器人重要组成部分。目前工业机器人得到迅猛发展,焊接机器人的需求也将不断凸显,以顺应整个机器人行业发展的大趋势。目前我国的焊接自动化率仅为30%左右,同发达工业国家的80%差距甚远,存在着较大的提升空间。以工业机器人总量的30%估算,未来四年我国焊接机器人的市场容量将达到180000台,市场价值超过1000亿元。值得一提的是,相比搬运和上下料领域国产机器人占据市场45%的局面,国产焊接机器人则只有18%的市场占有率,焊接机器人的国产化替代才刚刚起步,前景不可估量。
中国工业机器人应用领域占比