近年來,隨著工業現代化的推進,機器人越來越被廣泛應用。目前全世界已有近100萬臺機器人投入使用,其中焊接機器人占全部機器人的45%以上。與人工焊接相比,機器人焊接具有明顯優勢。人工施焊時焊接工人經常會受到心理、生理條件變化以及周圍環境的干擾。在惡劣的焊接條件下,操作工人容易疲勞,難以較長時間保持焊接工作穩定性和一致性,而焊接機器人則工作狀態穩定,不會疲勞。
我國亟待推進焊接機器人產業化進程
目前在我國,人工焊接仍占焊接作業的主導地位。然而,去年,我國新增焊接機器人2.3萬臺。預計今后的幾年內,國內企業對點焊、弧焊機器人的需求量每年將以40%以上的速度增長。按一人操作2臺機器計算,每年至少需新增操作員1.5萬人。
轎車生產近年來大規模、迅速地使用了機器人。在焊接方面,主要使用的是點焊機器人和弧焊機器人。特別是近幾年,國內的汽車生產企業非常重視焊接的自動化。如一汽引進的捷達車身焊裝車間的13條生產線的自動化率達80%以上,各條線都由計算機(可編程控制器PLC)控制,自動完成工件的傳送和焊接。
隨著各應用領域產品加工精度要求的提高,焊接、切割等生產環節逐步由機器人代替手工操作,再加上人們對工作環境要求的提高,高危、有毒等惡劣條件的工作需要由機器人逐步替代,增加了對焊接機器人產品的市場需求。
如果按過去的機器人同等質量和性能考慮,機器人的價格指數應該更低。由此可以看出,在西方國家,由于勞動力成本的提高為企業帶來了不小的壓力,而機器人價格指數的降低又恰巧為其進一步推廣應用帶來了契機。減少員工與增加機器人的設備投資,在兩者費用達到某一平衡點的時候,采用機器人的利顯然要比采用人工所帶來的利大,它一方面可大大提高生產設備的自動化水平,從而提高勞動生產率,同時又可提升企業的產品質量,提高企業的整體競爭力。
雖然機器人一次性投資比較大,但它的日常維護和消耗相對于它的產出遠比完成同樣任務所消耗的人工費用小。因此,從長遠看,產品的生產成本還會大大降低。而機器人價格的降低使一些中小企業投資購買機器人變得輕而易舉。
工業機器人的應用在各行各業得到飛速發展。據東莞市機器人技術協會會長凌琳介紹,2001年全世界有75萬臺工業機器人用于工業制造領域,其中38.9萬在日本、19.8萬在歐盟、9萬在北美,7.3萬在其余國家。至2004年底全世界在役的工業機器人至少有約100萬,估計未來幾年,中國機器人規模達到400萬臺。
我國的工業機器人從80年代“七五”科技攻關開始起步,目前已基本掌握了機器人操作機的設計國的工業機制造技術、控制系統硬件和軟件設計技術、運動學和軌跡規劃技術,生產了部分機器人關鍵元器件,開發出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人;弧焊機器人已應用在汽車制造廠的焊裝線上。但在凌琳看來,我器人技術及其工程應用的水平和國外比還有一定的距離,如:可靠性低于國外產品;機器人應用工程起步較晚,應用領域窄,生產線系統技術與國外比有差距;應用規模小,沒有形成機器人產業。當前我國的機器人生產都是應用戶的要求,單戶單次重新設計,品種規格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低,而且質量、可靠性不穩定。因此迫切需要解決產業化前期的關鍵技術,對產品進行全面規劃,搞好系列化、通用化、模塊化設計,積極推進產業化進程。