智能焊接“高阶”路径：深度学习，提升自主性

焊接机器人的发展历程，是从简单的自动化逐步向高度智能化演进的过程。就目前而言，焊接机器人已逐步跨越技术鸿沟，进入初级智能化阶段。在钢结构及船舶行业，2022年开始有少量客户尝试导入智能焊接机器人来提高效率和焊接质量。

但机器人要想实现“高阶”智能焊接，并达到大规模商业化应用的程度，仍然任重而道远。

瓶颈：由部分转全面“智能型”

高工机器人产业研究所（GGII）在《2024智能焊接机器人产业发展蓝皮书》中提到，这一历程可划分为三个阶段：示教再现（初级阶段）、感知型（中级阶段）、智能型（高级阶段）。

在初级阶段，焊接机器人并不具备外界信息的反馈能力，依赖预编程、示教再现等方式控制机器人的工作轨迹。

预编程，指由人工提前预设好机器人的运动轨迹和焊接参数后，机器人即按照预设程序执行焊接任务；示教再现，则是通过操作员手动引导机器人完成一次焊接任务，机器人记录下这个过程的动作和位置信息后，便重复执行同样的动作，完成相同的焊接任务。

在中级阶段，企业开始将“人类理解物理世界的逻辑和方法”赋予焊接机器人，由此，焊接机器人开始展示初级“智能性”。

如中级阶段的关键词“感知型”所示，这一阶段的焊接机器人具有感知能力，各类型传感器发挥着关键作用。视觉传感器、激光传感器、力矩传感器、温度传感器、触觉传感器等传感器所收集的信息，帮助焊接机器人“感知”工作环境和焊接对象的状况，由此分析得出更好地适应应用场景的关键判断，更高质量且高效率地完成焊接任务。

就当下而言，尤其是在“免示教焊接技术”中，视觉传感器和激光传感器暂且是不可或缺的。

以焊缝实时跟踪的实现路径为例，机器人需要通过传感器采集工件图像，根据焊缝类型采用相关算法对图像进行处理并找到跟踪点，随后将实时位置偏差信号反馈给焊接机器人控制器，焊接机器人再根据反馈信号即时调整自身姿态使焊枪的中心点始终与焊缝对齐，以实现焊缝的实时跟踪。

入局智能焊接领域的3D相机厂商主要有知象光电、知微传感、伟景智能、梅卡曼德、盛景智能、如本科技、视科普、昇视唯盛、珩图科技、海康机器人、微视传感、中船鹏力智能等；线激光焊缝跟踪传感器厂商主要有超准视觉、深视智能、哈工智测、敏越科技、创想智控、同舟科技、视比特、英莱科技、埃尔森、全视智能、中船鹏力智能、博智慧达、微视传感等。

除此之外，设备厂商采用PID控制、模糊逻辑控制等更先进的控制算法，机器人能够根据传感器提供的实时数据调整焊接参数，提高了机器人的灵活性和适应性。

发展至高级阶段，焊接机器人进入智能型阶段，不再依赖传统示教完成任务。

通过机器学习、深度学习等技术，焊接机器人自动学习焊接技术，取代传统人工示教。发展至高级阶段的智能焊接机器人能够基于环境感知和任务需求自主决策，根据焊接过程中遇到的不同情况进行自我调整，以达到最佳的焊接效果。

整体而言，焊接机器人展示出更加全面的“实力”，具有感知能力，而且具有独立判断、行动、记忆、推理和决策的能力，能适应外部对象、环境，协调地工作，能完成更加复杂的动作。

高阶智能焊接的关键：自主性

就目前而言，智能焊接仍处于发展初期阶段。

传感器、机器视觉、人工智能……当前智能焊接机器人实现自主焊接所依赖的关键技术尚且处于发展早期阶段，尤其是在处理复杂工件和非标准化焊接任务时，准确性和可靠性仍面临挑战。

不仅如此，智能焊接机器人本就涉及多种跨领域技术的集成，加之焊接本就是强工艺应用，简单粗暴的集成方式显然无法实现“1+1＞2”的实际应用效果，甚至可能出现效率和质量“双倒退”的情况。系统的不稳定性不可避免将受到硬件故障、软件错误、算法不完善等多环节影响。

在高工机器人产业研究所所长卢瀚宸看来，整体智能焊接机器人解决方案正是技术壁垒的关键所在。因为这一领域需要投入大量的资金和精力，同时与工艺的深度结合也更为紧密，所以当前入局的玩家数量还相对有限，主要包括中集飞秒、行健机器人、南京合信、工布智造、大熊星座、天一智能、创力科技等。

此外，鸿路钢构、中建钢构、富煌钢构等下游终端厂商也已经开始对内或对外提供智能焊接机器人的集成解决方案。

GGII判断，从技术层面来看，焊接机器人要想向更高级别的智能化进阶，关键则在于形成更高的自主性。

随着人工智能和AI大模型等前沿技术迭代加速，焊接机器人将被赋予更强大的学习能力，不再依赖传统示教，而是通过深度学习和强化学习等技术自主学习焊接技能，自主决策乃至自主优化焊接策略，实现更准确、高效的焊接操作。

与此同时，延续中级阶段的“感知”功能，智能焊接机器人将配备更加先进的传感器技术，以提高其感知能力和自适应性，提高焊缝跟踪的精度和速度。

焊接机器人要想实现智能化进阶，还将向着模块化和可扩展性的方向发展，便于用户更新和扩展其功能，有助于降低维护成本并延长设备的使用寿命。

在人机交互方面，智能焊接机器人能够安全地与人类共事，与人类工人之间开始出现更紧密的合作，协助完成更加复杂的焊接任务。

在数据管理和远程监控方面，通过云平台实现对多台焊接机器人的集中管理和远程监控成为可能。生产数据的实时共享和分析有助于提高生产效率和焊接质量，同时也为企业提供了宝贵的数据资源，可用于优化焊接参数、预测性维护需求等。

整体而言，未来的智能焊接机器人将展示出更高的自主性和更强的可靠性，能够根据不同工件的要求进行自动调整，实现个性化定制焊接，真正提高生产效率和焊接质量。

GGII判断，当技术、产品、成本达到应用“痒点”后，智能焊接机器人有望迎来持续的增长与放量。

GGII预计，2024年中国智能焊接机器人市场销量0.39万台，同比增长超60%，到2030年中国智能焊接机器人市场销量有望达到3.73万台，2024-2030年CAGR将超过42%；预计2024年中国智能焊接机器人市场规模为8.20亿元，预计到2030年将有望超47亿元，2024-2030年CAGR将超过30%。