我國焊接自動化行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

　　焊接自動化行業(yè)屬于新興行業(yè)，目前處于初級發(fā)展階段 。雖然自二十世紀九十年代以來，隨著社會主義市場經(jīng)濟的進一步成熟，我國焊接行業(yè)有了長足發(fā)展，但焊接自動化作為一個新興行業(yè)尚處于起步階段，目前我國仍以傳統(tǒng)手工焊為主，根據(jù)中國行業(yè)咨詢網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，焊接自動化率僅為30%左右，同發(fā)達工業(yè)國家的 80%存在較大差距，未來發(fā)展?jié)摿薮?，前景廣闊?！　∫弧⒑附幼詣踊袠I(yè)現(xiàn)狀　　1、焊接自動化裝備的主要應(yīng)用領(lǐng)域　　焊接自動化裝備的大規(guī)模應(yīng)用最早是從汽車裝備生產(chǎn)線的電阻點焊和薄板弧焊開始。經(jīng)過多年的發(fā)展，目前，汽車行業(yè)特別是整車廠的焊接自動化生產(chǎn)線代表了當今制造自動化的最高水平，但由于我國汽車生產(chǎn)線基本從國外進口，同時國外廠商在該領(lǐng)域的焊接工藝、系統(tǒng)集成等方面積累了十分豐富的工程經(jīng)驗，因此汽車制造領(lǐng)域應(yīng)用的焊接自動化裝備基本被國外廠商所壟斷。　　調(diào)查顯示，我國工程機械行業(yè)歷經(jīng)過去十年的高速增長，行業(yè)銷售額增長 8.1 倍，目前已成長為世界工程機械第一產(chǎn)銷大國。近年來，隨著行業(yè)競爭的不斷加劇、勞動力成本的不斷提升以及產(chǎn)品向大型化、復(fù)雜化、高質(zhì)量和較短交貨期要求方向發(fā)展，行業(yè)內(nèi)企業(yè)市場增長將面臨從數(shù)量型向質(zhì)量型的轉(zhuǎn)變，使得工程機械行業(yè)迫切需要轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式。與此同時，工程機械產(chǎn)品規(guī)?；⑴炕?、標準化的生產(chǎn)特點，適宜進行焊接自動化裝備的大規(guī)模應(yīng)用，因此，我國工程機械行業(yè)繼汽車行業(yè)后已逐步開始大規(guī)模應(yīng)用焊接自動化裝備，市場需求正持續(xù)升溫?！　∠啾容^汽車生產(chǎn)的點焊和薄板弧焊，工程機械的焊接工藝以中厚板結(jié)構(gòu)件的弧焊為主，對焊接自動化裝備的控制水平以及各種糾偏和自適應(yīng)功能要求更高，焊接自動化難度也更大。此外，工程機械生產(chǎn)的每個工位焊接時間較長，因此不是用流水線方式，而是采用成組式生產(chǎn)線由多臺機器人完成同一道工序，從而形成和流水線一樣的生產(chǎn)節(jié)拍?！　?、焊接自動化產(chǎn)業(yè)升級的必然性　　焊接自動化是實現(xiàn)我國裝備制造業(yè)由大到強轉(zhuǎn)變的基石，是裝備制造業(yè)由粗放型、作坊式的經(jīng)營模式向高技術(shù)、集約型轉(zhuǎn)變的重要標志。通過焊接自動化工藝技術(shù)裝備，可以提高焊接加工效率和質(zhì)量、降低能源和材料消耗、節(jié)約成本、減輕工人的勞動強度、改善作業(yè)環(huán)境，從而對提高企業(yè)核心競爭力，實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展具有重要意義。我國焊接自動化的產(chǎn)業(yè)升級具有必然性，具體體現(xiàn)在以下方面：　　(1)、 提高焊接效率　　焊接加工是中國制造企業(yè)最主要的加工手段之一，研究部數(shù)據(jù)統(tǒng)計，以焊接工藝為主導的制造企業(yè)焊接工時約占產(chǎn)品制造總工時的 10%-30%，焊接成本約占產(chǎn)品制造總成本的 20-30%，企業(yè)從事焊接工作的人員數(shù)量約占全體員工的20-30%。提高焊接加工的自動化水平，對企業(yè)節(jié)約成本，提高效率并實現(xiàn)可持續(xù)性高速發(fā)展具有重要意義。以工程機械典型結(jié)構(gòu)件為例，焊接機器人工作站的工作效率為手工焊接的5倍，大幅提高生產(chǎn)效率的同時降低了操作者的勞動強度?！　?2)、 提升產(chǎn)品質(zhì)量　　在采用手工焊接工藝的制造過程中，人工控制焊接過程(起弧、收弧、焊接軌跡及參數(shù)設(shè)置等)的不準確、不穩(wěn)定導致焊縫成型不好，容易在焊接部位產(chǎn)生氣孔、裂紋、未熔合等缺陷。 在采用自動化焊接工藝的制造過程中，電弧燃燒穩(wěn)定，連結(jié)處成分均勻，焊縫成型好、焊縫接頭少、填充金屬熔敷率高。焊接工藝參數(shù)實現(xiàn)了自動化的存儲與輸出，可以保證工藝參數(shù)的準確性，保證特殊焊接要求的實現(xiàn)和焊縫質(zhì)量的重現(xiàn)性。由于焊接自動化在提升產(chǎn)品質(zhì)量方面具有優(yōu)勢，自動化焊接已經(jīng)開始逐步取代手工焊接成為焊接加工的主要方法。　　(3)、 降低營運成本　　隨著勞動力成本的不斷上升，焊接自動化裝備性能、效率的不斷提高以及價格的逐漸降低，自動化焊接和手工焊接相比較長期來看具有成本優(yōu)勢，同時，焊接自動化裝備具有的高效率、高穩(wěn)定性優(yōu)勢使得制造廠商可以較快的收回焊接系統(tǒng)的投入成本并提高焊接質(zhì)量。　　(4)、 改善操作環(huán)境　　手工操作的焊接作業(yè)被公認為是一種有害的作業(yè)工種， 2002年由衛(wèi)生部和勞動保障部公布的我國法定職業(yè)病目錄中，正式列入了電焊工塵肺、電光性眼炎等焊接職業(yè)病，同時還列入了對焊接職業(yè)可能產(chǎn)生危害的錳及其化合物中毒、一氧化碳中毒、職業(yè)性放射性疾病、電光性皮炎及金屬煙熱等職業(yè)病。 焊接自動化裝備將手工操作變?yōu)樽詣踊瘷C械操作，操作工人遠離焊接現(xiàn)場，能夠避免上述職業(yè)病的發(fā)生，同時工人勞動強度也得到了極大降低。通過焊接自動化裝備與自動傳輸系統(tǒng)、自動化檢測等其他系統(tǒng)的配套，可組成自動生產(chǎn)線，能夠極大改善生產(chǎn)車間內(nèi)的整體環(huán)境狀況?！　《⒑附幼詣踊袠I(yè)發(fā)展趨勢　　1、 由單機焊接自動化裝備到數(shù)字化焊接車間實現(xiàn)點線面的階段式發(fā)展　　焊接自動化裝備制造技術(shù)含量高，通常集焊接工藝、自動控制、精密機械設(shè)計制造等多種技術(shù)于一體，隨著工業(yè)自動化、智能化、數(shù)字化等技術(shù)的日益發(fā)展和廣泛應(yīng)用，焊接自動化正在由單機焊接自動化裝備向焊接自動化生產(chǎn)線和數(shù)字化焊接車間發(fā)展?！　?ldquo;十二五”期間，我國制造業(yè)發(fā)展的重點是利用先進的自動化、智能化、數(shù)字化技術(shù)來實現(xiàn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級和新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為焊接自動化行業(yè)提供廣闊的發(fā)展空間?！　?、 行業(yè)技術(shù)水平與發(fā)展趨勢　　焊接自動化裝備的技術(shù)水平是國家科技水平的重要體現(xiàn)，直接決定了國家重大核心裝備的技術(shù)水平。目前，我國焊接自動化裝備制造企業(yè)已經(jīng)可按客戶的不同需求，設(shè)計、制造、集成各種類型的專用焊接自動化裝備，并大量采用計算機控制技術(shù)。部分焊接自動化裝備還配備了焊縫自動跟蹤系統(tǒng)和圖像監(jiān)控系統(tǒng)，確保了焊接過程中的焊接質(zhì)量。我國焊接自動化裝備制造業(yè)技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出如下趨勢：　　(1)、精密、高效化　　焊接自動化裝備正朝著高精度、高質(zhì)量、高效率、高可靠性方向發(fā)展。要求系統(tǒng)的控制器以及軟件具有較高的信息處理速度，系統(tǒng)各運動部件和驅(qū)動控制具有高速響應(yīng)特性，要求其電氣、機械裝置具有精確的控制，能夠長期穩(wěn)定、可靠的工作。　　(2)、模塊化　　焊接自動化裝備的集成化技術(shù)包括硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)集成、功能集成和控制技術(shù)的集成?，F(xiàn)代焊接自動化設(shè)備的結(jié)構(gòu)都采用模塊化設(shè)計，根據(jù)不同客戶對系統(tǒng)功能的不同要求，進行模塊組合。而且其控制功能也采用模塊化設(shè)計，可以根據(jù)用戶需求，快速提供不同的控制軟件模塊，提供不同的控制功能組合。模塊化、集成化使系統(tǒng)功能的擴充變得極為方便，實現(xiàn)個性化產(chǎn)品的規(guī)?；可a(chǎn)，降低成本、縮短交貨期?！　?3)、智能化　　將激光、視覺、傳感、檢測、圖像處理、計算機等智能控制技術(shù)應(yīng)用于焊接自動化裝備中，使其能在各種環(huán)境復(fù)雜、變化的焊接工況下根據(jù)焊接的實際情況，自動調(diào)整、優(yōu)化焊接軌跡和工藝參數(shù)，實現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的焊接智能控制。智能化的焊接自動化裝備，不僅可以根據(jù)指令完成自動化焊接過程，而且可以根據(jù)焊接的實際情況，自動優(yōu)化焊接工藝和焊接參數(shù)。例如，在焊接大厚度工件時，智能控制系統(tǒng)可以根據(jù)連續(xù)實測的焊接工件坡口寬度，通過分析、對比、判斷自動確定每層焊縫的焊道數(shù)、每道焊縫的熔敷量及相應(yīng)的焊接參數(shù)、蓋面位置等工藝參數(shù)，完成從坡口底部到蓋面層的所有焊接?！　?4)、柔性化　　現(xiàn)代化生產(chǎn)要求同一臺設(shè)備能夠滿足同類型不同規(guī)格工件的加工，甚至不同類型工件的焊接自動化加工，同時由于大型焊接自動化成套裝備或生產(chǎn)線一次投資相對較高，因此在設(shè)計這種焊接裝備時需要盡量考慮柔性化，形成柔性制造系統(tǒng)，以充分發(fā)揮裝備的效能，滿足同類產(chǎn)品不同規(guī)格工件的生產(chǎn)需要。焊接自動化裝備將廣泛采用工業(yè)機器人，標準化、模塊化單元，實現(xiàn)多品種、小批量產(chǎn)品的柔性化生產(chǎn)。　　(5)、網(wǎng)絡(luò)化　　智能接口、遠程通信等現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，促進了焊接自動化裝備管控一體化技術(shù)的發(fā)展。通過網(wǎng)絡(luò)將生產(chǎn)過程自動控制一體化，利用計算機技術(shù)、遠程通信等技術(shù)，焊接加工過程和質(zhì)量信息、生產(chǎn)管理等信息通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)字一體化管理，實現(xiàn)脫機編程，遠程監(jiān)控、診斷和檢修?！　?6)、人性化　　焊接自動化裝備廣泛采用數(shù)字化、圖形化的人機操作界面，設(shè)備擁有專家數(shù)據(jù)庫、控制參數(shù)實時顯示、人機交互等功能，使設(shè)備操作更加容易、更加方便。隨著技術(shù)的不斷完善，數(shù)字顯示技術(shù)在人機交互、控制參數(shù)實時監(jiān)測中將得到普遍運用。