这里有一些令人惊讶的统计数据：根据国际机器人联合会（International Federation of Robotics）的统计，全球制造业的机器人密度平均为每万名员工拥有 141 台机器人。而美国的机器人密度略高于全球平均水平，为每万名员工 274 台[1]。然而，值得注意的是，焊接是一个复杂的生产过程，涉及各种材料和接头类型，每种材料和接头类型都需要定义众多焊接参数。因此，与码垛或拾放操作等任务相比，焊接机器人化更具挑战性。尽管如此，我们正在见证巨大的转变。
从历史上看，机器人主要用于大规模生产行业，如汽车制造业。为机器人编写程序只需要编写一次，尽管这很困难、耗时且昂贵，但之后会被使用数千次。在高混合生产尝试集成机器人时，遇到了重大障碍。假设有几十种不同的产品，都是小批量生产的。使用传统的编程方法和机器人示教器，在经济上是不切实际的。因为编程比实际焊接花费的时间更多。自主机器人通过自动生成机器人的路径来解决这个问题。此外，通过使用机器视觉，机器人可以实时适应任何偏差，包括预装和零件变形。下面的三个步骤说明了这一点。这种情况正在发生变化，2022年北美非汽车机器人订单占机器人总销量的近一半[2]就证明了这一点。这一变化标志着机器人在各个行业的应用发生了更广泛的转变。
两大因素正在交织在一起，促使焊接行业加速采用机器人。首先，北美地区对焊接专业人员有需求。45 至 54 岁的人占焊接劳动力的 21.8%，预计到 2027 年将需要 360,000 名新的焊接专业人员[3]。其次，技术正在蓬勃发展。计算机视觉算法、技术视觉设备和整体计算能力的进步为开发自主式工业机器人提供了机会，从而大大提高了不可重复操作的效率。人工智能（AI）是下一件大事，而 ChatGPT 正在成为头条新闻，也可能正在塑造机器人技术的未来。在一次实验中，软件开发商 ABAGY 要求人工智能语言模型为安川机器人编写一些程序，然后在机器人上进行测试。这些程序非常简单，其中一个程序是要求机器人剪断一根电线，第二个程序是要求机器人画一个正方形。ChatGPT 成功地完成了其中一项任务，但另一项任务却没有成功。不过，即使 ChatGPT 的使用仅限于简单的任务，它仍能为机器人化转型带来益处。要了解更多信息，请观看 ABAGY 的视频 "ChatGPT 如何为工业机器人编程"，网址是 youtu.be/uzxsBMXANK自主机器人正在彻底改变焊接行业，提供前所未有的灵活性和易用性。通过自动生成机器人路径并结合机器视觉技术，这些机器人可以适应实际工件和环境，大大减少了对复杂编程的需求。以前有限使用或根本不使用机器人的行业，现在也开始在各种应用中采用自主机器人技术，例如桥梁结构、卡车拖车和底盘制造、造船、商业建筑、重型建筑设备、公用事业结构、海上钻井和钻孔、重型建筑设备、公用事业结构、海上结构和工业输送机。以下是来自 ABAGY YouTube 频道的三个示例，重点介绍使用这种新编程方法焊接机器人进行高混合制造：如何使用机器人焊接挖掘机铲斗，请访问 youtu.be/7MaotKSuP0g。以前，一个铲斗的焊接机器人编程焊接机器人需要几天或几周的时间。现在只需十分钟。此外，youtu.be/0tH3tal2csU网站上还有一段螺旋钻视频--图1。该视频展示了一种智能系统，它能自动协调螺旋钻和焊枪的同步运动，无需编程即可实现均匀、连续的焊接。无需翻转或重新定位部件。
图1 -有可能协调螺旋钻和火炬的同时运动，以创造一个均匀的，连续的头
(截图来自ABAGY的YouTube频道，螺旋钻视频)
桥梁结构在 youtu.be/wlD-AxnjuFM - 图 2 中展示。本案例研究详细介绍了一家钢桥制造商每月在一个机器人单元中焊接 50 多种不同类型的零件。
图2 -钢桥制造商如何在一个机器人单元中每月焊接50多种不同类型的零件
(截图来自ABAGY的YouTube频道，桥梁结构视频)
使用自主机器人不需要专门的编程技能，因此各种生产专家都可以使用。由于机器人路径是自动生成的，焊接工人除了使用传统的焊接技术外，还可以通过控制机器人专注于自己的专业技能，并扩展自己的技能组合。奥斯汀-哈格特（Austin Hargett）在社交媒体上被称为 "Weldz 博士"，是一名拥有 14 年工作经验的焊工。在没有任何机器人专业知识的情况下，Hargett 测试了 ABAGY 的机器人控制系统，不仅确定了焊接参数，还让机器人开始工作。"焊接机器正在发生变化，"他说。"技术也在不断变化。我的工作就是不断发展。作为一名焊工，我认为每天都需要学习新知识。我同意 ABAGY 的观点，机器人可以成为焊工的一种新的有效工具。机器人的安装和运行非常简单方便，给我留下了深刻的印象"。由于自主机器人的出现，焊接行业正在经历一场变革。这一转变是由多种因素共同推动的，其中包括对焊接专业人员的需求以及技术的进步，尤其是人工智能和机器视觉方面的进步。随着自主机器人在各行各业的应用不断深入，焊接专业人员可以期待一个更高效、更便捷、成长和发展机会更多的未来。
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