焊接為工業機器人主要應用場景之一，占工業機器人下游應用總量超過20%。2021年全球焊接機器人市場規模為626億人民幣，中國焊接機器人市場規模為248億人民幣，預計23-27年間，全球焊接機器人市場將以9%的復合增長率快速增長，至2027年全球焊接機器人總體市場規模預計將達到1078億元。如此龐大的市場需求，使得焊接成為了機器人領域的兵家必爭之地。
按照焊接工藝分類，焊接機器人可分為點焊機器人、弧焊機器人、激光焊接機器人等類型，其中點焊與弧焊是目前的主流模式?；『冈O備較小且輕，普遍搭配6-20kg級別的輕量型六關節機器人使用;點焊設備較大且重，普遍搭配160-210kg級別的重型六關節機器人使用;激光焊設備對精度的要求較高，普遍需要與焊接定位器進行匹配，從而實現復雜曲線焊縫或大型焊件的柔性焊接。
焊接結構設計與材料和加工的關系
激光焊接機器人按照類型劃分成3軸、4軸以及其他定制機器人，定制機器人可滿足不同領域的焊接需求。研究數據表明，2018年激光焊接機器人的定制需求占據市場份額的6.03%，2019-2024年的復合增長率為15.04%，雖然3軸機器人占據著激光焊接機器人的主流，但我們不難看出，隨著激光焊接的快速發展，激光焊接機器人的定制需求的前景也將十分可觀。
資料來源：專家訪談，二手資料和QVR研究
資料來源：二手資料和QVR研究
近期，艾利特協作機器人搭載相關設備成功導入了激光焊接領域。那么為什么這家企業要使用艾利特協作機器人來完成該項目呢?讓我們一同深入了解一下吧!
這家企業是從事新興能源技術的研發以及電子元器件、電容器及配件等產品的生產制造企業，該公司在生產制造時主要使用的材料是鋁制品，而激光焊接技術在鋁件的焊接中很受青睞，因此該企業在多年前就開始引入手持焊接機對零件進行激光熔焊接工作。
近年來備受疫情的影響，該企業也開始面臨著招工難、勞動力成本持續上升等問題，加之業務范圍的拓展，以及終端客戶對產品的要求越來越高，手持焊接產品的一致性、生產效率與良品率越發無法達到客戶的要求，因此客戶迫切的需要導入合適的自動化設備從根本上解決問題。
經過與客戶的對齊與溝通，最終選擇使用艾利特EC66協作機器人搭配涵銳激光器，其功率為2000W，波長范圍在1070±10nm，輸出光纖芯徑為30μm，機器人直接集成到鋁型材鋪面的工作臺上，末端連接焊槍，由機器人代替人的手臂對工件進行焊接工作。
在這個應用中，協作機器人結構緊湊的優勢得以充分體現，直接集成到工作臺上即可投入使用，還可以讓工作人員實時查看焊接情況，真正做到了人機共享工作區間。且艾利特將焊接工藝與協作機器人相結合，讓焊接機器人的優勢發揮到了極致，為客戶切實解決了生產痛點：
1、Trigger指令靈活控制
高效化、自動化、靈活度和數字化是焊接機器人系統集成設計發展的方向。艾利特與客戶進行了充分的溝通與對齊后，關注到激光焊接工藝主要包括焊接時的激光發生器功率設定以及機器人對激光發生器的準確開關控制。激光發生器要達到設定功率或者徹底關閉，需要一定的時間。
這就需要機器人能夠在焊接軌跡的特定位置，按照設定的提早時間/距離，提前打開/關閉激光發生設備，以達到最佳的焊接效果。根據客戶需求，艾利特機器人開發了對應的Trigger指令，用戶可以方便的設置基于設定位置的提早時間(或者距離)的I/O控制，即運動不停又同時準確控制I/O。
2、真正實現快速編程
艾利特機器人末端I/O支持自定義功能配置，包括但不限于記錄當前點位，插入運動語句，插入自定義指令組等。在該項目中，用戶事先設置完激光焊接功率參數后，僅需通過機器人末端拖拽設備上的2個按鈕，快速實現插入運動指令及插入“開始焊接”/“結束焊接”等功能，真正的讓用戶做到“拖拽”-“記錄”-“生產”的快速編程。
3、無需改變原來產線布局
艾利特EC66協作機器人，負載6kg，自重僅17.5kg，機器人集成到應用工作站上，整套應用工作臺整體近1.5m3，可快速布局到工廠產線中，無需挪動工廠原有設備更改工廠原有布局。
4、安全防撞保護人機安全
艾利特協作機器人焊接工藝包提供了高靈敏度的碰撞檢測功能，當機器人或者末端機構意外觸碰到人或障礙物時，系統會立刻停止焊接，充分保障人和設備的安全性。停機后，工作人員可通過上位機復位，快速恢復生產。
5、最佳傾斜10-15度
熔焊姿態激光熔焊加工中，激光照射方向也需要與焊接面偏轉一定角度，焊接時傾斜10-15°效果最佳，艾利特協作機器人幾乎球形的工作空間可完全可以滿足客戶對于焊接姿態調整的需求。
激光焊接&協作機器人
激光焊是利用高能量密度的激光作為熱源的一種高效、精密的焊接方法。這意味著即使最小的焊點和敏感的電子元件也可以連接。與普通焊接、傳統焊接或表面硬化相比，激光焊接具有諸多優勢：
1、與傳統的熱噴涂技術相比，激光焊接可提供致密的涂層，幾乎沒有孔隙，表面更細，層厚度更一致，涂層的放置更準確。
2、焊接過程中需要很少的熱量輸入，幾乎沒有稀釋，精細的微觀結構，小的熱影響區(HAZ)和低變形。
3、在某些應用中，激光焊接可將零件恢復到原始尺寸，而無需額外的人工干預。
4、提高了材料對腐蝕，磨損和氧化的天然抵抗力。
隨著輕量化和小型化的發展，激光焊接機器人也將呈現出多元化的特點，相信協作機器人以自身“無需護欄、小巧靈活、快速部署”等優勢，將會幫助需要定制的激光焊接企業找到一個新的突破口，工藝亟待提升，協作機器人大有可為!
（來源：ELITE艾利特機器人）
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