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国内外现状和技术发展趋势分析
本项目的运行主要是对焊接行业技术资源进行开发和综合利用。
国外焊接现状和技术发展趋势分析
当今世界焊接装备的发展水平和趋势可以将其概括成以下五大特点：（1）数控化、数字化（2）柔性化、多功能化（3）大型化（4）精密化（5）智能化。
（1）数控化、数字化：国外焊接自动化装备的数字化控制已经达到了相当的程度。不仅提高了效率而且确保了批量生产过程中稳定的焊接质量还改善了操作环境。目前在焊接装备控制系统中，采用PLC可编程控制器已成为最普通的控制器件，为提高焊接装备自动控制的功能和精度已开始采用基于PC机的自动控制系统和直接数字控制系统，同时也为焊接装备的网络化控制和管控一体化提供了可能。
（2）柔性化、多功能化：为充分发挥自动化焊接设备的效率，一台焊接装备可按工艺要求装备各种焊头，如单丝和多丝埋弧焊，单丝或双丝窄间隙埋弧焊头 MIG／MAG焊头和带极堆焊头等，与滚轮架，变位器或翻转机配套可以完成筒体内外纵环缝，封头拼接缝，内壁堆焊、大直径接管环缝焊接等。
（3）大型化：焊接装备的大型化是焊接结构向高参数、重型化和大型化发展的需要。如重型厚壁容器焊接中心的立柱横梁操作机的最大规格已达12.5m10m。龙门式操作机的规格为88m。大型造船厂使用的门架式钢板纵缝焊机最大行程为12m。集装箱外壳整体组装焊接中心门架式操作机的工作行程达16m。重型H型钢和箱型梁生产线占地面积可达整个车间。
（4）精密化：精密化的内涵包括高精度、高质量和高可靠性。从设备外观上看有些焊接装备几乎接近于精密金属切削机床，在精度要求上，以焊接机器人配套的焊接变位机为例，最高的重复定位精度为0.05mm，机器人和精密操作机的行走机构定位精度为0.1mm，移动速度的控制精度为0.1％。
（5）智能化和集成化：焊接装备的智能化控制是焊接过程自动控制的高级形式，通过各种专用的计算机软件可按原始工件和焊接参数对焊接工艺参数进行优化选择。对于厚壁接头、智能化控制可根据实测接头的几何尺寸自动编制焊接程序和焊接工艺参数，以实现焊接过程的全自动化。
计算机集成化控制主要用于焊接生产线，是将焊接机器人或焊接操作机、焊接电源，工件变位机械，输送机械、物流系统采用计算机软件按预先编制的程序和所设置的工作参数通过现场总线通讯网络和人机界面集成在一台主控PC机上，构成完整的自动化控制系统。同时可利用CAD／CAM／CAPP／CAE／PDM设计和管理软件，实现从产品图样设计、制造工艺编制、生产计划安排、生产过程控制、生产管理和物流管理的一体化。可见世界焊接装备发展已将整个焊接行业带入现代电子化制造的时代。
国内焊接现状和技术发展趋势分析
在自动化和数控化方面，国内相对发达国家的差距还相当大，仍停留在一般专机和由普通专机及辅助工装夹具构成的生产线的水平上，主要存在自动化程度低，制造水平低，及带来的性能不稳定等问题，焊接电源设备的数控化才刚刚起步，还处在单个功能系统的数控化阶段。由于技术落后，发展滞后，没有自主知识产权的核心技术，在国内焊接机器人还没有真正形成能够满足要求的生产能力。因此研发柔性焊接中心，替代焊接机器人工作站，是我们一直努力发展的方向。
计算机微电子信息和自动化技术的发展，推动了焊接自动化技术的发展，特别是数控技术、柔性制造技术和信息处理技术等单元技术的引入，促进了焊接自动化技术革命性的发展。焊接柔性化技术是我们着力研究的内容，将数控技术配以各类焊接机械设备，如多自由度变位机或其他夹持运动机构，并采用上位机对焊枪夹持运动机构与工件夹持运动机构进行联机控制，组成焊接FMS，满足工件立体焊接的要求，以提高其自动化柔性化水平和质量控制水平，是我们当前要研究的一个方向。
国内外焊接技术对比分析
目前在焊接生产中应用的机械化、自动化、柔性化装备主要是焊接专机和焊接机器人工作站/柔性弧焊单元，没有介于二者之间的既有较高自动化和柔性化程度，结构简单、运行可靠、操作简便、价格较低、适用范围广、用户能够接受的能替代机器人工作站的焊接装备，本项目旨在研制开发一种适用上述目的高可靠性、多功能模块化设计且柔性化的自动焊接装置，以满足用户的需要。
国内投产使用的焊接机器人绝大部分从国外进口，国内一些科研院所和制造厂家具有一定的焊接机器人设计和制造能力，但是商品化率不高。与日本、美国、西欧等工业发达国家相比较相差甚远，焊接机器人的数量极少，据统计2000年全国焊接机器人的数量不到1000台，焊接机器人的正常运行率不理想.
在我国花大量外汇引进的"洋"机器人自动化生产设备中，问题较大的占33%，而根本不能用的竟然高达16%，"洋"机器人自动化生产线在我国严重"水土不服"，"洋"机器人在我国"水土不服"主要存在以下问题：国外系统不适合中国企业的工艺现状：国内人员素质较低，培训跟不上；系统选型不合理，配置不当；缺乏足够的售前和售中技术支持；售后服务跟不上。
国外机器人产品不仅价格昂贵，而且使用效果不理想，这为我们自主生产机器人，数控 多轴联动柔性弧焊中心满足国内市场需求，发展中国机器人及其自动化成套装备产业提供了良好的机遇。
我国工业机器人在价格、技术支持、售后服务和工程设计、实施等方面占据较大优势。我们应采取强有力的措施抢占现有的机器人市场，生产适合国情的产品和系统，不能拱手让出中国最具潜力的机器人市场。建立和发展我国自主的机器人及其自动化成套装备产业已成为当务之急。
我国自动化生产线装备的市场虽然刚刚起步，正处于由传统装备向先进制造装备转型的时期，但是市场潜力巨大，发展前景广阔。我国制造行业和关键工序大部分仍然沿用传统的生产方式，有的仅是局部更新，不能取得预期的效果，严重制约了我国工业的发展。其主要原因在于我国还不能自主设计和生产先进的大型自动化成套设备，更形不成整体配套能力，目前的状况是几乎全部依赖于进口，被国外公司所垄断，用高质量、高可靠性、低价位的数控多轴联动柔性弧焊中心替代进口的机器人是完全可能的。
技术资源市场背景
自动化智能数控焊接系统和轨道交通车轮自动修复焊接设备是一种实现电弧焊工艺方法自动化与柔性化的通用焊接机器装置，可进行非熔化极TIG、熔化极MIG和等离子等多种弧焊方法。主要用于汽车、工程机械、机床及通用机械、铁路及交通运输设备、航空航天、石油化工、锅炉及压力容器等制造行业，完成汽车的后桥、底盘、车身、传动轴、车轮、油箱、排气管，摩托车的车架、油箱、排气管，机车的转向架、底盘，锅炉、压力容器的锅筒、集箱、管系、大板梁，机床及机械钢结构件等焊接质量及生产率要求较高的焊接领域，特别适用于多品种、高质量、高效率的焊接生产，可实现在线多台连续自动化的焊接生产，能胜任从小到几公斤，大到几十吨一般机器人工作站难以完成的工件的焊接。
我国工业机器人的市场主要在汽车、摩托车、电器、工程机械、石油化工等行业，企业对技术进步的需求更加强烈，其中主要的机器人用户仍在汽车制造行业、工程机械行业及电机、电子行业。据专家预测，在工业机器人的需求上，我国也将同国际市场需求趋势基本一致，即以机器人化的生产系统取代单台机器人，这是因为工业生产所用的机器人大多数是在生产线上使用，组成机器人化的生产系统，单台机器人很少使用。一般企业都不具备将机器人集成到生产系统的能力，因此对机器人的需求也就转化为对机器人及其自动化成套装备的需求。可见，此时开发 数控多轴联动柔性弧焊中心是十分必要的。
焊接装备的现代化，是焊接技术现代化的重要标志，是焊接产品高质量的重要保证。市场对产品的需求将随着焊接技术、工艺的发展和生产的机械化、自动化水平的提高而变化，特别是各类产品的构成比，如交流弧焊机的比重明显下降，自动、半自动焊机，特别是专用成套焊机的需求量有显著的增加。据多方面的经济信息，一方面我国传统制造业正按现代化的高标准要求进行全面的升级和技术改造，采用最先进的技术装备武装自己，另一方面目前我国焊接结构用钢量还正在逐年上升，因此对焊接装备特别是自动化焊接装备的需求量将明显增加，迫切需要装备自动化程度高、性能优良、可靠性好的各种自动化专用成套设备，机器人工作站和焊接生产线，国内市场每年的需求量将达到15亿元以上。据国际机器人联合会（IFR）的统计数据，全世界机器人及其配套设备的年总销售额为1766亿人民币，在我国有关的信息已向我们预示广泛应用焊接机器人和自动化焊接装备的热潮即将来到。
我国自动化智能数控焊接系统和轨道交通车轮自动修复焊接设备市场潜力巨大。
专家预测，随着我国经济的快速发展，我国机器人自动化生产线装备的市场虽然刚刚起步，正处于由传统装备向先进制造装备转型的时期，但是市场潜力巨大，发展前景广阔。我国制造行业和关键工序大部分仍然沿用传统的生产方式，有的仅是局部更新，不能取得预期的效果，严重制约了我国工业的发展。其主要原因在于我国还不能自主设计和生产先进的大型自动化成套装备，更形不成整体配套能力，目前的状况是几乎全部依赖于进口，被国外公司所垄断，由此严重制约了制造业的健康发展。
"十二五"期间，我国将打力战略性新型产业，特别提到高端装备制造产业，重点发展以干支线飞机和通用飞机为主的航空装备，做大做强航空产业。积极推进空间基础设施建设，促进卫星及其应用产业发展。依托客运专线和城市轨道交通等重点工程建设，大力发展轨道交通装备。面向海洋资源开发，大力发展海洋工程装备。强化基础配套能力，积极发展以数字化、柔性化及系统集成技术为核心的智能制造装备。
据市场预测，"十二五"期间我国工业机器人的总需求量将持续稳定增长，其中以点焊、弧焊、喷漆、装配、搬运、冲压等各类机器人自动化成套装备系统为主。根据发达国家产业发展与升级的历程和工业机器人产业化发展趋势，有关专家预测我国机器人到2015年中国机器人市场的容量约达十几万台套。据行业权威部门的行业技术分析报道，我国焊接技术与世界先进国家的差距至少在15-20年。在特种焊机、成套设备及其他焊接装备方面发展较慢，焊接装备水平相对落后，自动化的焊接技术相差更大，满足不了焊接生产的需要。该项目的技术水平属国际先进，国内领先技术，可以看出该项目产品的经济寿命期至少在15-20年，目前正处于寿命期的初级阶段。
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