從產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀看,中國智能焊接機器人已在鋼結(jié)構(gòu)、船舶、隧道橋梁、能源等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用,且在上述行業(yè)中滲透率持續(xù)上升,呈現(xiàn)出顯著的積極發(fā)展態(tài)勢。這將為智能焊接機器人的大規(guī)模應(yīng)用創(chuàng)造有利條件。
高工機器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)基于技術(shù)演進、市場需求及政策環(huán)境綜合預(yù)測,中國智能焊接機器人銷量將從2024年的0.43萬臺增長至2030年的3.73萬臺,2025-2030年復(fù)合年均增長率(CAGR)將突破43%。相較于傳統(tǒng)焊接機器人,智能焊接機器人增速有望領(lǐng)跑。
不過,智能焊接機器人要達(dá)到大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的程度,還需克服諸多技術(shù)與非技術(shù)難題。
8月27日,由高工機器人、高工機器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII),蘊碩物聯(lián)協(xié)辦,以“焊啟智能新局,應(yīng)用領(lǐng)航變革”為主題的2025(第四屆)高工焊接機器人技術(shù)與應(yīng)用峰會在上海新華聯(lián)索菲特大酒店盛大啟幕。
在由【法奧機器人冠名】的前沿技術(shù)專場上,法奧機器人焊接行業(yè)總監(jiān)王悅、蘊碩物聯(lián)CTO孫斌、新時達(dá)焊接應(yīng)用部產(chǎn)品總監(jiān)唐若彬、卡諾普焊接產(chǎn)品總監(jiān)羅雷雨、中車長客工程技術(shù)部鋁車體工藝室主任王世君、知象光電聯(lián)合創(chuàng)始人楊濤博士進行了精彩的圓桌對話,重點圍繞“當(dāng)前焊接機器人產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的聚焦點,是否真正貼合終端的實際需求?”、“未來3-5年,甚至10年,人形機器人是否有可能接手焊接這一棒?”等多個話題展開了熱烈的討論,本場圓桌對話由高工咨詢總經(jīng)理鄭利瑤主持。
鄭利瑤:從以中車長客為代表的終端用戶視角出發(fā),當(dāng)前焊接機器人產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的聚焦點,是否真正貼合終端的實際需求?
王世君:目前,多數(shù)集成商或機器人本體廠商在向中車長客推廣產(chǎn)品時,還是圍繞現(xiàn)有產(chǎn)品展開介紹。而中車長客的核心訴求是希望能夠獲得完全適配自身需求的集成化方案,但截至目前,尚無任何一家供應(yīng)商能提供這樣的方案。無奈之下,中車長客組建自己的團隊,結(jié)合自身的需求,再與供應(yīng)商現(xiàn)有技術(shù)進行匹配,但這種模式的效率極低。
對于中車長客這類終端廠商而言,當(dāng)下最迫切的需求是定制化集成方案,即能結(jié)合中車長客現(xiàn)有需求與實際困境的方案。至于成本,中車長客認(rèn)為只要能實現(xiàn)技術(shù)迭代突破,成本不是關(guān)鍵問題。
鄭利瑤:知象光電深耕3D視覺領(lǐng)域,若與中車長客合作,除了被動響應(yīng)其需求外,是否有可主動輸出的技術(shù)或方案?
楊濤博士:首先,中車長客將技術(shù)突破置于成本之前,這一理念對產(chǎn)業(yè)鏈合作而言具有積極意義。其次,在工業(yè)領(lǐng)域,存在一個核心矛盾:不同終端客戶需求差異顯著,而供應(yīng)商更傾向于推進標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品,二者間存在天然的差異化鴻溝。
過去,這一鴻溝主要依靠中間集成商填補,但國內(nèi)多數(shù)集成商受成本與利潤因素制約,缺乏提升技術(shù)能力的動力,往往以“短平快”的方式完成系統(tǒng)集成,難以實現(xiàn)長期技術(shù)積累與能力升級,這進一步加劇了供需適配難題。為此,知象光電也在持續(xù)探索,如何研發(fā)更高效的“工具型技術(shù)”,讓3D視覺方案能更快速、靈活地響應(yīng)終端客戶的個性化需求,從而在標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)基底與個性化需求間找到平衡。
鄭利瑤:目前知象光電是直接與終端客戶對接?還是通過集成商環(huán)節(jié)?
楊濤博士:“集成角色”不可或缺,但該角色未必是傳統(tǒng)意義上的外部集成商。例如中車長客內(nèi)部設(shè)有專門的集成部門,其功能便是整合各類技術(shù)方案。對知象光電而言,合作對象是“集成角色”,既可能是外部集成商,也可能是終端客戶內(nèi)部的集成部門。
鄭利瑤:當(dāng)前行業(yè)已積累AI專家?guī)炫c大量數(shù)據(jù),卡諾普如何利用這些資源解決中車長客這類終端客戶面臨的核心痛點?
羅雷雨:卡諾普主要從兩個維度切入解決問題:
工藝能力協(xié)同:卡諾普的工藝積累集中在電弧控制與焊接過程控制方向,而中車長客的工藝優(yōu)勢聚焦于焊材本身,二者在工藝層面可形成深度互補,共同優(yōu)化焊接效果。
定制化集成方案:針對不同行業(yè)、不同產(chǎn)品的特性,卡諾普重點研發(fā)免示教、智能化及具身智能相關(guān)產(chǎn)品,核心思路是“行業(yè)定向解決方案”而非“通用方案”。例如在電力、鋼構(gòu)、船舶小件等領(lǐng)域,卡諾普已形成針對性方案。
這類方案與行業(yè)主流技術(shù)路線既有銜接也有差異,主流路線側(cè)重視覺算法、模型優(yōu)化等通用技術(shù),而卡諾普的方案會額外結(jié)合現(xiàn)場工況、實際需求,在機器人控制、工藝參數(shù)、設(shè)備適配等層面做深度融合。這一模式能降低終端客戶對集成商的依賴程度,但仍需集成角色參與方案落地與迭代,形成“需求-開發(fā)-驗證-優(yōu)化”的閉環(huán)。
鄭利瑤:蘊碩物聯(lián)能否為終端客戶提供相應(yīng)的解決方案?
孫斌:蘊碩物聯(lián)已服務(wù)包括中車長客、中船集團等在內(nèi)的一批行業(yè)終端客戶,目前的核心能力集中在兩方面:一是焊接質(zhì)量的實時監(jiān)測,二是調(diào)試后方案的落地適配,且已與終端客戶實現(xiàn)技術(shù)與數(shù)據(jù)的對接。
從終端客戶需求來看,部分企業(yè)雖對成本敏感度較低,但質(zhì)量與效率是絕對核心訴求。而蘊碩物聯(lián)的產(chǎn)品能直接解決終端客戶在焊接質(zhì)量管控、生產(chǎn)效率提升中的實際難題。
蘊碩物聯(lián)的理念是“授人以魚,更授人以漁”,即通過提供標(biāo)準(zhǔn)化工具,讓客戶基于對自身場景的理解、對工藝的認(rèn)知,自主解決小場景下的個性化問題,形成“小需求-快響應(yīng)-自優(yōu)化”的閉環(huán),而非依賴外部力量持續(xù)支持。
鄭利瑤:新時達(dá)如何看待終端客戶面臨的“定制化方案需求難滿足、轉(zhuǎn)型效率低”等痛點?
唐若彬:新時達(dá)在設(shè)計免示教軟件架構(gòu)時,已提前考慮到這類問題。當(dāng)前集成商面對大型終端客戶的定制化需求時,往往因兩大原因不愿承接:一是項目資金投入大、回報周期長;二是非標(biāo)項目開發(fā)復(fù)雜度高,不僅涉及機械設(shè)計調(diào)整,還可能需要對軟件架構(gòu)進行大規(guī)模改造,研發(fā)與生產(chǎn)投入極高。
針對這一痛點,新時達(dá)在軟件架構(gòu)初期就投入大量精力,采用“模塊化、插件化”設(shè)計思路,使終端客戶或合作伙伴可直接基于新時達(dá)現(xiàn)有軟件,快速開展二次工藝開發(fā),無需從底層重構(gòu)系統(tǒng),從技術(shù)根源降低定制化難度。
王悅:此前法奧機器人與中車四方有過深度溝通,關(guān)于集成商環(huán)節(jié),法奧機器人的觀點是:無論是機器人廠商還是視覺技術(shù)廠商,都需要直面終端客戶的實際場景。
例如在中車四方的現(xiàn)場調(diào)研中,法奧機器人發(fā)現(xiàn)多個場景無法通過“傳統(tǒng)工業(yè)機器人+線激光”的常規(guī)方案解決問題。為此,法奧機器人針對性開發(fā)了定制方案并完成驗證,過程中攻克了反光干擾、免示教路徑規(guī)劃、焊縫自主選擇等多個技術(shù)難點。
某種程度來看,法奧機器人更像“積木生產(chǎn)商”,負(fù)責(zé)提供高質(zhì)量、多類型的核心模塊;集成商則是“積木組裝者”,根據(jù)終端客戶的需求完成方案整合。
鄭利瑤:焊接只是鋼構(gòu)生產(chǎn)中的一個環(huán)節(jié),且與前后端工序(如來料加工、后續(xù)檢測)關(guān)聯(lián)緊密。從焊接機器人廠商的角度,是否需要跳出“單一焊接環(huán)節(jié)”的思維,從全產(chǎn)業(yè)鏈視角思考解決方案?
王世君:事實上,“前后端協(xié)同”是集成商當(dāng)前難以解決的核心問題之一。中車長客也意識到,機器人無法完全替代焊工十幾年的經(jīng)驗積累(如通過“小腦”實時調(diào)整焊接動作),但當(dāng)前“機器換人”的趨勢又十分迫切。即便中車長客將前端與自身環(huán)節(jié)的精度做到最優(yōu),仍可能無法直接適配機器人需求,而這部分“技術(shù)差距”就需要集成商主動向前一步,通過定制化方案彌補。
鄭利瑤:當(dāng)前,知象光電的3D相機是否支持1000℃以上的大型鋼構(gòu)焊接場景?
楊濤博士:常規(guī)3D相機直接應(yīng)用于1000℃以上場景還存在技術(shù)障礙,相機內(nèi)部元器件無法耐受高溫,必須進行特殊防護處理。當(dāng)前,市面上未做特殊防護的3D相機,均無法滿足這一溫度要求。
鄭利瑤:協(xié)作機器人搭載3D相機后,是否還能額外安裝六維力傳感器?
王悅:完全可以。今年9月份的工博會上,法奧機器人將發(fā)布兩款新產(chǎn)品,其中一款便是關(guān)節(jié)內(nèi)置六維力傳感器的協(xié)作機器人。另一款是長臂展協(xié)作機器人,不僅可以內(nèi)置六維力傳感器,還可以搭載3D相機。
鄭利瑤:當(dāng)前焊接系統(tǒng)除了核心控制器外,還集成了更多AI、具身智能等技術(shù)。未來是否有可能引入工控機/工業(yè)電腦?
唐若彬:這是全行業(yè)集成商與機器人廠商共同關(guān)注的方向,目前“智控一體”的概念已開始落地,例如將機器人控制系統(tǒng)與視覺控制系統(tǒng)集成,一方面可降低硬件成本,另一方面也為未來AI大模型的應(yīng)用儲備技術(shù)基礎(chǔ)。
從終端需求來看,當(dāng)前焊接工藝仍存在關(guān)鍵瓶頸,比如工業(yè)機器人或協(xié)作機器人僅能處理無探傷等級要求的焊縫,對于有明確探傷等級要求的焊縫,機器人還無法穩(wěn)定勝任,因為焊工可以通過觀察熔池變化實時調(diào)整動作,而機器人雖能通過相機觀測熔池,但無法基于觀測結(jié)果實時調(diào)整軌跡。
當(dāng)然,這一問題可通過AI技術(shù)解決,AI可模擬人類大腦的學(xué)習(xí)模式,基于熔池觀測數(shù)據(jù)不斷優(yōu)化調(diào)整策略,逐步逼近人工操作的靈活性。若這一技術(shù)普及,有探傷等級要求的焊縫也將有望通過機器人完成。但要實現(xiàn)這一點,需要巨大的算力支持,僅靠機器人現(xiàn)有硬件配置無法滿足,因此“高算力芯片與機器人控制系統(tǒng)的深度融合”,將是未來機器人廠商的攻克方向。
鄭利瑤:未來3-5年,甚至10年,人形機器人是否有可能接手“焊接”這一棒?
楊濤博士:從當(dāng)前技術(shù)成熟度來看,3-5年內(nèi)人形機器人應(yīng)用于焊接場景仍面臨較大困難,但知象光電持樂觀態(tài)度。原因有兩點:一是人形機器人本身具備通用性,可適配多種場景;二是全球資源正加速投入人形機器人研發(fā),技術(shù)迭代速度會遠(yuǎn)超傳統(tǒng)機器人,長期來看仍有較大潛力。
王世君:中車長客計劃今年采購兩臺人形機器人,同時也調(diào)研了多家廠商。從實際情況來看,當(dāng)前人形機器人在裝配現(xiàn)場完成基礎(chǔ)料件搬運,技術(shù)仍不成熟。不過,通過8月份的機器人大賽,中車長客對國產(chǎn)人形機器人的技術(shù)進展有了更多信心。
羅雷雨:人形機器人與現(xiàn)有焊接機器人并非替代關(guān)系,當(dāng)前6自由度關(guān)節(jié)機器人已能覆蓋多數(shù)常規(guī)焊接場景,人形機器人未來更可能應(yīng)用于特殊細(xì)分領(lǐng)域——比如對自由度、冗余性、自主學(xué)習(xí)能力要求更高,且無標(biāo)準(zhǔn)化或批量化生產(chǎn)需求的場景。
唐若彬:新時達(dá)也在布局具身智能技術(shù),對人形機器人應(yīng)用于焊接的前景更樂觀一些。目前具身智能的雙臂系統(tǒng),本質(zhì)上就是兩臺協(xié)作機器人的協(xié)同控制。從數(shù)據(jù)來看,單臺工業(yè)機器人的效率約為人工的70%,但雙臂機器人可實現(xiàn)“雙向同步焊接”,效率優(yōu)勢明顯。若將雙臂協(xié)作焊接的技術(shù)方案,移植到人形機器人的本體上,技術(shù)可行性較高,預(yù)計3年內(nèi)落地難度較大,但5年內(nèi)實現(xiàn)焊接場景的應(yīng)用落地是可能的。
孫斌:在工業(yè)場景中,人形機器人未必是最優(yōu)選擇。例如開放式場景中,輪式具身智能或協(xié)作式具身智能,可能比雙足人形機器人更高效;而在高密度、狹窄空間,關(guān)節(jié)臂機器人難以進入,此時中小型移動人形機器人更具優(yōu)勢。蘊碩物聯(lián)已開始與人形機器人本體廠商合作,在焊接智能體層面做好技術(shù)儲備。
王悅:未來3-5年,行業(yè)更應(yīng)聚焦一個核心目標(biāo),即實現(xiàn)“工件上料-焊接-下料”全流程無人干預(yù),這是當(dāng)前最迫切也最有可能實現(xiàn)的突破點。就目前來看,即便有免示教、AI技術(shù)加持,仍未脫離人工干預(yù)。至于人形機器人,未來是否會以“類人形態(tài)”呈現(xiàn)也未可知。
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原文標(biāo)題:人形機器人能否成為“焊接”新選手?
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