随着制造业向智能化、自动化方向不断迈进,焊接机器人正逐步成为工业生产中的关键装备。尤其在钢结构制造领域,传统人工焊接方式已难以满足高效、精准、安全的生产需求,电子展小编觉得,智能焊接机器人凭借其稳定性能和高效作业能力,正迎来前所未有的发展机遇。
1、焊接机器人市场现状概览
焊接机器人:工业机器人的主要品类之一,智能化是发展趋势焊接机器人是工业机器人非常主要的品类之一。工业机器人是智能制造业非常具代表性的装备,其规模化应用是未来制造业机器换人、提高生产效率的重要手段。2022年全球工业机器人新增安装量中,焊接机器人占比约16%,仅次于搬运机器人。传统(示教)焊接机器人已大规模应用汽车、3C等行业,但无法解决钢结构、船舶等流程非标化的焊接工作。传统焊接机器人具有高效率、高精度、一致性等优点,被广泛用于汽车/3C/金属制品/工程机械等焊接流程高度标准化、批量大的行业,替代了大部分人工焊接工作。但在钢结构/船舶等行业中,焊接呈现“多品类、小批量、非标件”的特点,需要焊接智能化才能满足此类柔性化的焊接需求。焊接机器人主要由机器人本体部分和焊接配套设备两大部分构成。机器人本体部分主要由六轴机械臂及控制器构成,其核心零部件为控制系统、减速机及伺服电机,焊接配套设备包括焊接电源、专用焊枪、自动送丝装置等。就结构区别而言,传统焊接机器人有示教器,智能焊接机器人新增了大量软件和传感器,不需要人工编程,能自适应调整加工参数和路径,无需示教器。下游应用:传统/智能焊接机器人分别满足标准化/非标行业需求掌握单一工艺的传统焊接机器人仅能满足标准化行业需求,汽车、3C电子是主要下游。传统焊接机器人的下游包括汽车、3C电子等标准化行业。汽车、3C电子行业的产品具有大量相同的部件,适合批量生产,具有明显的标准化特征。在实际生产中,掌握单一焊接工艺的机器人可以通过批量化生产发挥非常大效益,因此标准化行业是传统焊接机器人的主要下游:2023年,汽车、3C电子、金属制品占比分别为36.9%/10.5%/10.0%。传统焊接机器人无法解决非标行业的机器换人,智能焊接是优解。钢结构、船舶等行业的焊接需求具有高度非标、小批量、多品种、项目制的特点,焊接工艺要求复杂多变,若使用传统焊接机器人,人工编程示教等工作量大幅增加,且无法通过大批量生产摊薄成本,因此过去未能解决这些行业的机器换人。
未来,随着智能焊接机器进一步成熟,非标行业的焊接机器人渗透率有望持续提升。钢结构、船舶等非标场景有大量焊接需求下游行业焊接需求庞大,钢结构、船舶等非标场景行业机器换人空间大。目前国内焊接需求较高的行业包括汽车及汽车零部件、钢结构、船舶等行业。根据行业协会或高工机器人测算数据,钢结构、汽车及汽零、重工业、航空航天等行业体量未来增速为个位数;船舶行业周期明显且处于上行周期,预计未来几年体量将保持较高增速;新能源行业处于快速发展趋势中,预计未来增速为两位数增长。
智能焊接:钢结构、船舶行业需求迫切,放量在即钢结构机器换人动力:焊接需求大,但焊工短缺&焊工成本上升必要性:焊接需求大,焊工短缺&焊工成本持续上升。钢结构行业健康发展,焊接需求持续增长。2022年我国钢结构加工制造总产量10140万吨。《钢结构行业十四五规划及2035年远景目标》提出,到2025年钢结构产量达到1.4亿吨,到2035年产量达到2亿吨,预计未来十年产量CAGR约5%,焊接需求增速或与产量持平。经验丰富的焊工短缺现象严重。钢结构焊接生产环境较差、焊接经验要求高。目前老一代焊工逐渐退休,新一代年轻人当焊工意愿低,但焊工需求持续增加,导致焊工缺口持续扩大:根据中国政府网新闻,2022年第四季度全国招聘大于求职“急缺工”的100个职业排行中,焊工位列第12名。根据人社部、工信部、教育部公布的《制造业人才发展规划指南》统计,预计到2025年,全国制造业重点领域人才缺口将接近3000万人,缺口率将达48%,技能型人才供应将呈现供不应求的状态,主要集中在10个重点制造业领域里,包括船舶制造、汽车制造、工业机械设备打磨等。焊工成本或将持续增加。目前焊工平均年薪已经超过18万元/人,且经验丰富的成熟焊工年薪更高,考虑到焊工供给紧张且需求持续增加,未来焊工的平均薪水有逐渐上升趋势。钢结构机器换人动力:技术瓶颈已有突破技术可行性:智能焊接厚积薄发,核心技术瓶颈有所突破。此前受智能化能力不足制约,我国的焊接机器人仅能完成标准化工件的焊接。我国从2015年开始推进智能制造战略,2021年部分龙头企业具备了研发智能焊接机器人的能力,2023年部分钢构龙头企业开始尝试智能焊接机器人,智能焊接机器人的技术瓶颈正在被突破。鸿路钢构力推智能焊接,引领钢结构行业机器换人趋势机器换人进展:鸿路钢构进展领先,已批量招标。2023年年报中,鸿路钢构将“智能焊接”放在智能制造技术的首位。公司一直致力于智能化装备的进步,为公司的下一步通过智能化提升产能,提高产品质量,降低成本打下了基础。钢结构行业的机器换人是必然发展趋势。
可以预见的是,钢结构行业机器换人是短期必然趋势,未来智能焊接机器人也将显著提升钢结构行业的效率。重工业:行业稳健发展,机器换人需求大重工业行业:下游广泛且有一定非标属性,定制化工件仍需人工。行业介绍:重工业是国民经济的重要组成部分,涵盖了钢铁、机械、船舶、电力、化工、矿产资源加工等多个子行业。焊接现状:焊接在重工业中的应用非常广泛,涉及钢铁制造、机械加工、船舶建造、电力设备、矿山设备等多个领域。尽管自动化技术在某些领域逐步取代手工焊接,但定制化和低批量生产的工件仍需要依赖人工操作。景气度:在全球经济复苏和政策支持下,行业保持了良好的发展势头,预计未来几年将保持5%左右的增速;手工焊接规模:根据中国焊接协会数据和我们对行业的整体判断,预计目前重工业领域的自动化占比约50%-60%,未实现自动化的比例较高,未来仍有较大的机器换人空间。
2、智能焊接发展难点、市场空间及竞争格局
钢结构智能焊接难点在于非标属性突出焊接接头的常见类型可分为4类,细分种类数量多。有两个或两个以上零件利用焊接方式组合的接头称为焊接接头。焊接接头包括焊缝、融合区和热影响区。根据国家标准,焊接接头常见的基本形式可简单分为对接接头、搭接接头、角接接头和T形接头。对接接头:两个焊接面相对平行的接头,是焊接结构中采用非常多的一种接头形式,能承受较大的静载荷或动载荷。搭接接头:两个焊件部分重叠构成的接头,一般用于12毫米以下钢板,采用双面焊接这种接头对装配要求不高,也易于焊接施工,但承载能力较低,只能用于不重要的结构中。角接接头:两个焊件端面构成大于30度,小于135度夹角的接头,一般用于不重要的焊接结构中。T型接头:焊接端面与定义焊接平面构成直角或近仿直角的接头。T型接头应用广泛,对承受载荷有一定要求。焊接工艺复杂度高,场景多样,需要实时动态调整焊接的过程非常复杂,需要随时根据焊接情况进行调整。焊接前:根据工件的坡口形状、焊接质量要求,焊工需要判断出焊接的路径、焊枪的运行方向、焊枪的角度、焊接顺序、设置的电流电压参数;焊接时:坡口可能会受热产生未知形变、每条焊缝的深度和焊接速度、出现质量问题时如何调整都需要做出精准判断,需要焊工根据日积月累的经验进行判断,难以形成文字性、规范化的说明。成熟焊工掌握特殊材料焊接、多种焊接方法、焊接缺陷实时分析等多项能力,具备足够的工艺积累和大量实操经验。
综上所述,智能焊接机器人正处于快速发展的关键阶段,钢结构行业作为其重要应用场景,市场需求正在加速释放。电子展小编觉得,随着技术不断成熟和应用场景持续拓展,智能焊接机器人将在更多工业领域发挥重要作用,助力制造业迈向高质量发展新阶段。
文章来源:创伴者联盟