据统计，在我国现役的工业机器人中，过半数为焊接机器人，尤其是近年来随着车辆制造和船舶制造这两大领域的焊接需求持续扩大，焊接机器人的普及度在不断拔高。在《“十四五”机器人产业发展规划》的机器人创新产品发展行动中，第一条就是研制面向汽车、航天航空、轨道交通等领域的高精度、高可靠性焊接机器人。根据MMR机构的报告，全球焊接机器人市场规模将在2030年达到110.1亿美元，其中由于弧焊机器人和点焊机器人占比最高。

然而，焊接机器人需求迅速增长的同时，我们也发现国内焊工短缺的问题始终存在。由于工作环境差、培训周期长等一系列问题，从事焊接的工人远不能满足现有需求，尤其是高级焊工。在今年举办的十四届全国人大二次会议上人社部指出，钳工、焊工等一线技工依然普遍短缺。由此可以看出，尽管近年来焊接自动化程度有所提高，却始终未能填补焊接市场的人力空缺。

占地大、上手难

传统工业机器人焊接存在的痛点

在钣金制造中，无论是下料、冲压还是折弯工艺基本都实现了较高的自动化水平，可焊接还是以人工作业为主，这是因为焊接成套化自动化应用的成熟性偏低。之所以焊接自动化进程缓慢，还是要归结于传统焊接机器人的部分固有痛点。

首先传统焊接机器人占地面积大，需要安全围栏且固定在特殊的工作区域，无法移动；其次，传统焊接机器人也有很高的上手难度，需要专业工人编程和操作，培训周期较长。最后以华南市场为例，由于产业结构复杂等问题，不少工厂都面临着多品种、小批量、非标化的问题，各种加工工件形状不一、大小不一，而传统焊接机器人只适用于单一品种的批量生产。

根据深圳工业展走进工厂的观察，不少钣金工厂已经购置了焊接机器人，可因为小批量订单、产品变化快、工装夹具设计跟不上等问题，焊接机器人的使用率并不高，焊接质量和效率都提不上来，更不用说缩短设备投入ROI周期了，导致不少钣金工厂依旧重度依赖人工焊接，随之而来的就是一系列招工难、留工难、订单不稳定等问题。

协作机器人进军焊接自动化

为了解决以上提到的种种痛点，不少工业机器人厂商纷纷推出了面向焊接的协作机器人解决方案。早在2021年的ITES深圳工业展上，通快中国就展出了基于优傲机器人UR10e协作机器人为主体开发的人机协作焊接工作站TruArc Weld 1000，可用于碳钢、不锈钢、铝合金等多类常见钣金焊接工作。且TruArc Weld 1000支持双工作站模式，操作员可以同时加工大批量的小型工件或一整个大型工件。

TruArc Weld 1000焊接工作站 / 通快

除了这类焊接工作站方案外，得益于协作机器人占地面积小，支持多样化部署，因此可以部署在现有产线的任意位置。哪怕是在传统工业机器人受限的狭小空间，经过安全评估后，无需安全围栏就能与现场操作人员协同作业。

JAKA Zu 3协作机器人 / 节卡

以节卡机器人最小的JAKA Zu 3为例，其自重只有12kg，操作员可以带着它穿梭于非固定式布局的工厂环境，比如船厂焊接这类需要对大工件、厚板工件进行多工位立焊、仰焊的场景。

针对多品种、小批量的焊接柔性需求，机器人厂商也在进一步降低编程门槛。诸如优傲、埃斯顿和节卡等厂商，都针对其协作机器人开发了简单易用的块图形化、模化编程，即便是零基础的焊工，在短时间培训后也能快速掌控一人控制多台协作机器人工作。

除了弧焊和点焊机器人以外，更高精度和更高效的激光焊接机器人也开始在汽车动力电池、航空航天和电子行业的焊接中得到应用，且因为高精度要求，自动化程度更高。但设备成本过高，依然是阻碍其大规模普及的一大重要障碍。

焊接自动化到焊接智能化

焊接自动化的技术突破，已经实现了从事后检测到实时监控的过渡，但要想实现所谓的焊接智能化，就必须从传感器、图像处理、算法和伺服控制系统上创新，从而做到事前预判，也就是焊缝跟踪。过去不少弧焊机器人主要采用被动视觉传感器，在面对强弧光、烟尘、飞溅和加热形变下，焊炬很容易偏离焊缝，导致焊接整体质量下降。

电弧跟踪传感器 / 卡诺普机器人 

为此，焊接协作机器人可结合激光传感器的主动视觉方案，通过外加光源抑制弧光和烟尘对成像的影响，实时计算焊缝与焊枪之间的偏差，并由执行机构及时完成补偿。又比如利用CO2/MAG电弧焊实现角缝焊的过程中，中厚板工件可能会出现位置变化，要想不改变机械机构的情况下做到焊缝跟踪，可以采用电弧跟踪传感器，根据电流差值来判断偏移值，进而引导机器人做出轨迹修正。

无疑焊接协作机器人的出现，替代了一部分焊接工人的工作，但也进一步改善了焊接环境，减少了体力劳动和对身体的损伤。如此一来反而更容易吸引年轻一代的工人成为焊接机器人操作员，提高留工率，改善整体焊接效率。