近日，北京市石景山区供水管网完善一期工程施工现场，北京市自来水集团首次在供水管道施工作业中应用“焊接机器人”。这项技术由市自来水集团禹通公司与北京石油化工学院共同研发，工作效率较传统焊接工艺提高了3倍，一次焊接合格率将近百分之百。那么，焊接机器人究竟是如何完成工作的？与人工作业方式相比有什么优势？

焊接机器人的工作原理

焊接机器人主要应用于工业制造领域，是工业机器人家族的“主力军”，但它并非一个完整的机器人，只有一个机器臂而已。

焊接机器人一般都是在某一工序的特定环境下完成单一操作，它的工作原理十分简单，包括“示教”和“再现”两个过程。“示教”就是操作人员亲自操作机器人去完成一系列制定的动作，机器人会将这些动作以机器语言的形式保存。“再现”的过程就是机器人将记录下的机器语言按照顺序执行出来。

值得一提的是，焊接机器人还可以根据操作人员预先写好的程序做到自行更换焊接工具，实现多种焊接技术操作，甚至实现抓物，搬运、安装、卸料等多元化任务。

焊接机器人的优势

1、机器人接手焊接 保护工人健康

焊接作为一门工艺繁杂的技术，在焊接过程中会依据各类工艺产生不同程度的电磁场、强光、有毒气体、射线和金属飞屑等，这些将影响电焊工人们的健康，导致电光眼炎、尘肺、中毒、以及呼吸道等疾病，甚至会有致癌以及不育风险。如今，虽然工厂的条件已经有所改善，但电弧焊这一工艺对健康的威胁仍然难以得到解决。用机器人替代人工，可以帮助工人摆脱恶劣的工作环境，保证了人身健康。再加上网络通信和远程监控技术的辅助，操作人员可实现对机器的远程控制，在核辐射、深水、有毒等环境下可以实现有效焊接。

2、更高效率 节省人力

熟练的焊接工人对于焊件因温度变化产生的形变可以靠经验作出调整，保证焊件的质量，这种应对复杂工况的能力一直被认为是不可替代的。但科技在进步，随着电弧传感器与激光跟踪器的开发，焊接机器人可以通过编程的方式，对焊枪的位置进行适度调节，通过实时的焊接跟踪调查，焊接形状复杂的产品。如果形状过于复杂，可以通过扩展焊接机器人本身的作业空间，或者将大型工件移动、转动位置，让工件上的焊接部位进入机器人的作业空间当中即可解决。也就是说机器人可以无死角作业，大大提升了工作效率和焊接合格率。

焊接机器人的应用场景

截至2019年，近40%的中国焊接机器人应用于汽车行业，其中60%以上的机器人集中在汽车整车焊装车间；其次是3C电子行业，占比接近12%。本次北京市石景山区供水管网完善一期工程，也是我国在焊接机器人应用领域的一次突破尝试。虽然目前焊接机器人设备造价较高，关键技术仍被国外所垄断，但本次中国自主设计的焊接机器人在质量上仍然交上了一份令人满意的答卷，此外，它背后技术层面的突破也具有非凡意义。（ 谢奕宁 ）

指导老师：中国传媒大学副教授于晗

专家：燕山大学机械工程学院教授曹秒艳

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