ربات‌های جوشکاری: یکی از دسته‌های اصلی ربات‌های صنعتی، با روند توسعه‌ی هوش مصنوعی

ربات‌های جوشکار یکی از مهمترین انواع ربات‌های صنعتی هستند. به عنوان مهمترین تجهیزات در تولید هوشمند، کاربرد گسترده ربات‌های صنعتی یک رویکرد کلیدی برای تولید آینده است تا نیروی کار را با ماشین‌ها جایگزین کند و بهره‌وری تولید را بهبود بخشد.

در سال ۲۰۲۲، ربات‌های جوشکاری تقریباً ۱۶٪ از نصب‌های جدید ربات‌های صنعتی در سراسر جهان را تشکیل می‌دادند که پس از ربات‌های جابجایی، در رتبه دوم قرار می‌گیرد.

ربات‌های جوشکاری سنتی (آموزشی) به طور گسترده در صنایع خودروسازی، 3C و سایر صنایع به کار گرفته شده‌اند، اما نمی‌توانند فرآیندهای جوشکاری غیر استاندارد را در سازه‌های فولادی، کشتی‌سازی و سایر زمینه‌ها انجام دهند.

ربات‌های جوشکاری سنتی دارای راندمان بالا، دقت بالا و کیفیت ثابت هستند و به طور گسترده در صنایعی با استانداردهای بالا و ... مورد استفاده قرار می‌گیرند.فرآیندهای جوشکاری با حجم بالامانند خودرو، الکترونیک 3C، محصولات فلزی و ماشین آلات ساختمانی، جایگزین اکثر کارهای جوشکاری دستی.

ربات‌های جوشکاری عمدتاً از دو بخش تشکیل شده‌اند: بدنه ربات و تجهیزات جوشکاری پشتیبان.

بدنه ربات عمدتاً شامل یکبازوی رباتیک ۶ محوره و یک کنترلربا اجزای اصلی مانند سیستم کنترل، کاهنده‌ها و موتورهای سروو. تجهیزات جوشکاری پشتیبانی شامل منابع تغذیه جوشکاری، مشعل‌های مخصوص جوشکاری، تغذیه‌کننده‌های خودکار سیم و غیره است.

ربات‌های جوشکاری سنتی و هوشمند به ترتیب برای صنایع استاندارد و غیر استاندارد کاربرد دارند.

ربات‌های جوشکاری سنتی با قابلیت‌های تک‌فرآیندی، تنها نیازهای صنایع استاندارد، عمدتاً خودروسازی و الکترونیک 3C، را برآورده می‌کنند.

ربات‌های جوشکاری سنتی نتوانستند در صنایع غیر استاندارد جایگزین ماشین شوند و جوشکاری هوشمند را به راه‌حل بهینه تبدیل کردند.

صنایع سازه‌های فلزی، کشتی‌سازی و سایر صنایع، نیازهای جوشکاری بسیار غیراستاندارد، در مقیاس کوچک، چندمنظوره و پروژه‌محور با الزامات فرآیندی پیچیده و متغیر دارند. استفاده از ربات‌های سنتی، برنامه‌نویسی دستی و حجم کار آموزشی را به شدت افزایش می‌دهد، در حالی که هزینه‌ها را نمی‌توان از طریق تولید انبوه کاهش داد - از این رو، جایگزینی ماشین در این بخش‌ها در گذشته محدود بوده است.

صنایعی مانند سازه‌های فولادی و کشتی‌سازی نیازهای جوشکاری گسترده‌ای دارند و پتانسیل بالایی برای جایگزینی ماشین‌آلات دارند.

صنایع جوشکاری عمده با تقاضای بالا در چین شامل خودرو و قطعات خودرو، سازه‌های فولادی و کشتی‌سازی است.

توسعه سالم صنعت سازه‌های فولادی، تقاضای رو به رشد جوشکاری را حفظ می‌کند.

در سال 2022، کل تولید و فرآوری سازه‌های فولادی چین به 101.4 میلیون تن رسید.

طبق گفتهچهاردهمین برنامه پنج ساله و چشم انداز 2035 برای صنعت سازه های فولادیهدف این است که تولید تا سال ۲۰۲۵ به ۱۴۰ میلیون تن و تا سال ۲۰۳۵ به ۲۰۰ میلیون تن برسد، با نرخ رشد مرکب سالانه حدود ۵ درصد در دهه آینده. انتظار می‌رود تقاضای جوشکاری همگام با تولید افزایش یابد.

کمبود شدید جوشکار باتجربه وجود دارد.

جوشکاری سازه‌های فولادی شامل شرایط کاری سخت و الزامات حرفه‌ای بالایی است. با بازنشستگی جوشکاران مسن‌تر و تمایل کم نسل‌های جوان‌تر به ورود به این حرفه، کمبود جوشکار همچنان رو به افزایش است.

طبق وب‌سایت دولت چین، جوشکاران در سه‌ماهه چهارم سال ۲۰۲۲، رتبه دوازدهم را در بین ۱۰۰ شغل پر تقاضا در چین کسب کردند.

طبق گفتهدستورالعمل‌هایی برای توسعه استعدادهای تولیدیطبق اعلام وزارتخانه‌های مربوطه، شکاف استعداد در بخش‌های کلیدی تولید تا سال ۲۰۲۵ به ۳۰ میلیون نفر خواهد رسید و نرخ کمبود ۴۸ درصد خواهد بود، به‌ویژه در کشتی‌سازی، خودروسازی، سنگ‌زنی ماشین‌آلات صنعتی و سایر زمینه‌ها.

انتظار می‌رود هزینه‌های جوشکار همچنان افزایش یابد.

میانگین حقوق سالانه جوشکاران اکنون از ۱۸۰،۰۰۰ یوان به ازای هر نفر فراتر رفته است و جوشکاران ارشد ماهر دستمزد بالاتری دریافت می‌کنند. با توجه به عرضه کم و تقاضای رو به رشد، احتمالاً دستمزدها روند صعودی خواهند داشت.

جوشکاری هوشمند پس از سال‌ها انباشت، به پیشرفت‌هایی در تنگناهای فنی اصلی دست یافته است.

ربات‌های جوشکاری خانگی که قبلاً به دلیل هوش ناکافی محدود شده بودند، فقط می‌توانستند جوشکاری قطعه کار استاندارد را انجام دهند.

چین در سال ۲۰۱۵ شروع به ترویج استراتژی تولید هوشمند کرد.

تا سال ۲۰۲۱، شرکت‌های پیشرو قابلیت‌هایی را در زمینه ربات‌های جوشکاری هوشمند توسعه داده بودند.

در سال ۲۰۲۳، شرکت‌های بزرگ سازه‌های فولادی، برنامه‌های آزمایشی خود را آغاز کردند که نشان می‌دهد تنگناهای فنی در حال برطرف شدن هستند.

شرکت سازه‌های فولادی هونگلو در گزارش سالانه ۲۰۲۳ خود، جوشکاری هوشمند را به عنوان اولویت اصلی در تولید هوشمند ذکر کرده است.

این شرکت به طور مداوم در تجهیزات هوشمند سرمایه‌گذاری کرده است تا ظرفیت را افزایش دهد، کیفیت را بهبود بخشد و هزینه‌ها را کاهش دهد.

هونگلو که اولین موسسه تحقیقات جوشکاری چین را در سال ۲۰۱۰ تأسیس کرد، به طور فعال فناوری‌های مرتبط را توسعه داده و ظرفیت تولید را افزایش داده است.

این شرکت در آگوست ۲۰۲۳ و آوریل ۲۰۲۴ برای خرید مقادیر زیادی ربات‌های جوشکاری هوشمند مناقصه برگزار کرد که نشان می‌دهد این فناوری الزامات عملیاتی را برآورده کرده است.

جوشکاری به طور گسترده در صنایع سنگین کاربرد دارد، با این حال قطعات سفارشی و کم حجم هنوز به کار دستی متکی هستند.

نرخ اتوماسیون در جوشکاری صنایع سنگین ۵۰ تا ۶۰ درصد تخمین زده می‌شود، که جای زیادی برای جایگزینی بیشتر ماشین‌ها باقی می‌گذارد.