两大因素驱动焊接机器人市场增长

不过，巨大差距的存在反过来看也意味着巨大增长空间的存在。当前，在两大驱动因素的作用下，我国焊接机器人市场还将保持稳定持久的增长，未来我国焊接机器人的发展潜力仍然十分巨大。

现阶段，一方面由于工资、环境、老龄化等原因，焊接行业的低端劳动力供给不足，另一方面受人口红利消失影响，企业人力成本不断攀升，两方面的原因导致“机器换人”成大势所趋，机器取代人工成为焊接机器人发展的重要驱动力。

此外，当前我国经济发展正面临严峻挑战，劳动力成本上升、能源紧张、资源匮乏、环境污染严重等问题的出现，急需我国适时调整现有经济结构，进行产业的*升级转型，而经济结构转型和产业升级需要大量的自动化成套设备相配套，这也成为焊接机器人发展的又一驱动因素。

综上所述，机器换人和产业升级是推动焊接机器人发展的两大重要驱动因素，在它们的共同作用下，已经有不少业内人士预测，未来国内企业对焊接机器人的需求量将以每年40%以上的速度迎来增长。

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焊接机器人的系统构成

完整的焊接机器人系统一般有如下几部分组成：机器人操作机、变位机、控制器、焊接系统（*焊接电源、焊枪和焊钳等）、焊接传感器、*控制计算机和相应的安全设备等。

根据用途，将工业机器人配置不同的焊接系统，将组成不同的焊接机器人系统。

弧焊机器人

弧焊机器人在通用机械、金属结构等许多行业中得到广泛运用。弧焊机器人是包括电弧焊附属装置在内的柔性焊接系统，而性能有特殊的要求。在弧焊作业中，焊枪应跟踪工件的焊道运动，并不断填充金属形成焊缝。因此运动过程中的速度稳定性和轨迹精度是两项重要指标。一般情况下，焊接速度约为5～50㎜／s，轨迹精度约为±（0．2～0．5）㎜。由于焊枪的姿态对焊缝质量有一定的影响，因此希望在跟踪焊道的同时，焊枪姿态的可调范围尽量大，其一些基本性能要求如下所示：

设定焊接条件（电流、电压、速度等）；

摆动功能；

坡口填充功能；

焊接异常功能检测；

焊接传感器（起始点检测、焊道跟踪）的接口功能。

点焊机器人

汽车工业是点焊机器人系统一个典型的应用领域。****初，点焊机器人只用于增强焊作业（往已拼接好的工件上增加焊点），后来为了保证拼接精度，又让机器人完成*焊作业性能，具体来说有：

安装面积小，工作空间大；

快速完成小节距的多点*（例如每0．3～0．4s移动30～50㎜节距后*）；

*精度高（±0．25㎜），以确保焊接质量；

持重大（50～100㎏），以便携带内装变压器的焊钳；

内存容量大，示教简单，节省工时；

点焊速度已生产线相匹配，同时按全可靠性好。

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焊接机器人的主要技术指标可分为两大部分，机器人的通用指标和焊接机器人的专门指标。

1.机器人通用技术指标

1)自由度数 这是反映机器人灵活性的重要指标。一般来说，有3个自由度数就可以达到机器人工作空间任何一点，但焊接不仅要达到空间某位置，而且要保证焊枪 ( 割具或焊钳 ) 的空间姿态。因此，对弧焊和切割机器人至少需要5个自由度，点焊机器人需要6个自由度。

2)负载 指机器人末端能承受的额定载荷，焊枪及其电缆、割具及气管、焊钳及电缆、冷却水管等都属负载。因此，弧焊和切割机器人的负载能力为 6 ～ 10kg，点焊机器人如使用一体式变压器和焊钳一体式焊钳，其负载能力应为 60 ～ 90kg ，如用分离式焊钳，其负载能力应为 40 ～ 50kg。

3)工作空间 厂家所给出的工作空间是机器人未装任何末端操作器情况下的可达空间，用图形来表示。应特别注意的是，在装上焊枪 ( 或焊钳 ) 等后，又需要保证焊枪姿态。实际的可焊接空间，会比厂家给出的小一层，需要认真地用比例作图法或模型法核算一下，以判断是否满足实际需要。

4)速度 这在生产中是影响生产效率的重要指标。产品说明书给出的是在各轴联动情况下，机器人手腕末端所能达到的线速度。由于焊接要求的速度较低，大速度只影响焊枪 ( 或焊钳 ) 的到位、空行程和结束返回时间。一般情况下，焊接机器人割机器人要视不同的切割方法而定。

5)点到点重复精度 这是机器人性能的****重要指标之一。对点焊机器人，从工艺要求出发，其精度应达到焊钳电****直径的 1／2 以下，即 1 ～ 2mm 。对弧焊机器人，则应小于焊丝直径的 1／2 ，即 0．2 ～ 0．4mm 。

6)轨迹重复精度 这项指标对弧焊机器人和切割机器人十分重要，但各机器人厂家都不给出这项指标，因为测量比较复杂。但各机器人厂家内部都做这项测量，应坚持索要其精度数据，对弧焊和切割机器人，轨迹重复精度应小于焊丝直径或割具切孔直径的 1／2 ，一般需要达到 0．3 ～ 0.5mm 以下。

7)用户内存容量 指机器人控制器内主计算机存储器的容量大小。这反映了机器人能存储示教程序的长度，它关系到能加工工件的复杂程度。即示教点的数量。一般用能存储机器人指令的系数和存储总字节 (Byte) 数来表示，也有用****多示教点数来表示。

8)插补功能 对弧焊、切割和点焊机器人，都应具有直线插补和圆弧插补功能。

9)语言转换功能 各厂机器人都有自己的*语言，但其屏幕显示可由多种语言显示，例如 ASEA 机器人可以选择英、德、法、意、西班牙、瑞士等国语言显示。这对方便本国工人操作十分有用。我国国产机器人可用中文显示。

10)自诊断功能 机器人应具有对主要元器件、主要功能模块进行自动检查、故障报警、故障部位显示等功能。这对保证机器人快速维修和进行保障非常重要。因此，自诊断功能是机器人的重要功能，也是评价机器人完善程度的主要指标之一。现在世界上工业机器人都有 30 ～ 50 个自诊断功能项，用代码和指示灯方式向使用者显示其诊断结果及报警。

11)自保护及安全保障功能 机器人有自保护及安全保障功能。主要有驱动系统过热自断电保护飞动作超限位自断电保护、弘超逮自断电保护等等，它起到****机器人伤人活损伤周边设备，在机器人的工作部位装有各类触觉触或接近觉传感器，并能使机器人自动停止工作。

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