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大功率切/焊加工

撬动万亿市场:国内外机器人激光加工系统对比

2013-08-05 返回列表

       连续19年蝉联全美首富的比尔--盖茨曾撰文,如果他现在是二十岁的话,肯定会选择机器人作为创业首选目标。他预言,机器人创业将会再现计算机产业的快速崛起之路,在不远的未来彻底改变人类的生产和生活方式。

  工业机器人保持高速发展

  世界人工智能国际联合大会,被称为人工智能科学界的“奥林匹克”。据相关媒体报道,第23届人工智能国际联合大会(IJCAI-13)将于今年8月3日至9日在北京召开,这是该会议自1969年举办以来首次落户中国。

  目前,随着人力成本的不断上升,工业机器人作为一种新型劳动力,正悄然改变着制造业的用工范式。业内人士表示,目前以人为主的生产模式,将逐步被以机器人为主导的模式所取代,后者以高劳动率和低成本优势正越来越受到工业企业的关注。如今,国内工业机器人行业已经步入黄金发展期。作为劳动力成本快速上升和产业结构调整升级带来的令人惊喜的“副产品”,机器人替代人工劳动力成为了行业快速发展的催化剂,并且使得产业的经济性拐点加速到来。目前工业机器人在国内尚处于起步阶段,未来的发展空间无比巨大,相关项目产品具备广阔的市场前景。

  “中国市场的需求量可从一组数字中体现出来,”ABB离散自动化与运动控制业务部北亚区及中国负责人顾纯元表示,“全世界的自动化实现率为55点(每万名工人中,有55个人拥有机器人),中国现为21点,与美国、德国、日本、韩国的比重135点~339点,还有很大差距。”

  随着我国产业结构不断调整升级,全球制造业中心向中国转移,我国的机器人市场将会进一步扩大。有统计显示,2004年以来,国内机器人市场年平均增长率达到40%以上;2011年增长率达到51%,机器人新安装量达到23000台,而美德等国的比例均在40%以下,2012年中国工业机器人销量达到了2.7万台。国际机器人联合会预测,到2014年中国将成为全球最大的机器人市场。

  据专业机构预测,2015年工业机器人的产业规模有望超过万亿,智能制造及智能化设备的行业前景乐观。就全部产业链来看,以深圳为例,数据显示,与机器人技术相关的信息、家电、通讯等装备制造业的产品规模已达3000多亿元,居全国前列。2012年深圳的机器人企业产值平均增长速度超过了30%,个别企业的增速甚至达200%。长期来看,未来这一行业仍将保持高增长态势,产业爆发将是大概率事件。

  同时政府的政策支持也在同步,据相关媒体报道,即将出台的《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》瞄准了国内一些该行业关键领域的薄弱之处,将对机器人及相关零部件的研发给予财政支持。

  业内人士表示,机器人产业将是继汽车、计算机之后出现的新兴的大型高技术产业。“十二五”是中国工业机器人产业发展的关键转折点,市场需求将呈现井喷式发展,工业机器人的需求量将以每年15%-20%的速度增长。

激光加工机器人在工业制造的应用

  近年来,全球最大电子代工企业富士康近来公布百万机器人大军计划后,引起外界瞩目。富士康总裁郭台铭不久前在考察富士康山西晋城园区时说,去年,富士康在晋城研发的机器人已经下线,今年这一园区的机器人产能将达到一万台,三年后达到百万台。2016年,富士康科技集团将在山西晋城建成“世界最大智能化机器人生产基地”。因此,华工激光对于供应给富士康的各种激光设备,也都是提高其自动化水平,配备机器人也是常用的方案之一。华工激光在母公司华工科技提出的“产品向高端,制造加服务”战略中,将单一设备产品向产线和自动化设备方向延伸是其中的措施之一。

  工业激光加工机器人在制造业的应用范围越来越广泛,其标准化、模块化、网络化和智能化程度越来越高,功能也越发强大,正朝着成套技术和装备的方向发展。在发达国家,工业激光加工机器人自动化生产线已成为自动化装备的主流。汽车、电子电器、工程机械等行业大量使用工业机器人自动化生产线,不仅节约了人工成本,而且能够确保产品质量和生产高效。

  

国内外机器人激光加工系统

  1.通快的机器人激光焊接系统

  通快的机器人激光焊接系统型号为TruLaser Robot 5020基于一个6轴机器人,具有非常高的灵活性,可以完成复杂工件的加工,而且能够适应工件多变的情况。

  通快机器人激光焊接系统所用的机器人Kuka KR30HA的重复精度为+/-0.05mm,激光系统可以使用焊接镜头,切割镜头,扫描焊接镜头甚至激光熔覆头,由于采用的是磁力耦合的连接方式,所以不同镜头之间可以相互快速切换。机器人的负重能力是30kg,可以带动镜头中2000×1000×700mm的范围内移动。对于扫描焊接而言,由于镜头重量更大,必须选用负重量100kg的机器人系统。

      同时,该系统可以配置”TeachLine”功能,通过光学传感器来探测焊缝的实际位置,从而对工件的公差和定位误差实现自动校准。通过“TeachLine”功能,可以大大减少重新示教所需要的大量时间。同时,“Crossjet”侧吹气幕,通过水平方向上的高压空气从细缝吹出,形成一道气体屏障,降低焊接飞溅弄脏镜头的保护玻璃的风险。该机器人系统的主要功能是实现无焊丝的激光焊接,从而实现激光高速焊接的优势。

 2.华工激光三维远程机器人焊接系统

  2012年,华工激光旗下的核心品牌法利莱FARLEY-LASERLAB研发成功国内跑得最快、焊接最灵活的光纤激光焊接机器人系统。一分钟能跑40米,再复杂的角度也能焊接。该系统为国内首套激光三维远程焊接系统。由华工激光与德国方面联合研发三个月制成。

  与传统的激光焊接不同,它将高性能的光纤激光器、高速扫描镜片、灵活的机器人有效结合,通过计算机控制扫描镜片角度,实现激光束的任意偏转,从而作用于部件表面的不同位置。系统最快焊接速度可达40米/分,长度为20毫米的焊缝,传统激光焊需3秒左右,而采用该远程焊接系统仅需要1秒左右。目前,它已应用于一汽大众奥迪Q5等高端车型的部件加工。

3.ABB

  日前,ABB 开发了两套新的专用软件工具,可使机器人激光切割更加准确、更加灵活、更易使用。相比传统的五轴激光切割机,使用机器人进行激光切割可产生巨大的成本效益。机器人占地空间较少,有利于生产布局优化,节约生产空间和成本。在很多情况下,机器人激光切割可减少一项或多项高成本的制造工序,进而提高生产效率。

      RobotStudio Cutting PowerPac 是 ABB 三维仿真工具 RobotStudio 的插件。该软件专为激光切割而设计,用户可使用该软件快速生成并修改基于零件CAD 模型的切割程序。同时,该软件还支持切割程序的仿真和优化以及切割过程数据的管理。

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