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中國(guó)于 2025 年 4 月 1 日正式實(shí)施的《機(jī)器人自適應(yīng)能力技術(shù)要求》(GB/T 44589-2024)，作為國(guó)內(nèi)首個(gè)針對(duì)機(jī)器人自適應(yīng)能力的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志著焊接機(jī)器人智能化升級(jí)進(jìn)入新階段。這一標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外技術(shù)空白，通過(guò)規(guī)范力控層面的自適應(yīng)能力要求，推動(dòng)焊接機(jī)器人從 “固定軌跡執(zhí)行” 向 “動(dòng)態(tài)環(huán)境自主決策” 轉(zhuǎn)型，加速工業(yè)自動(dòng)化與智能制造的深度融合。
一、標(biāo)準(zhǔn)核心：力控自適應(yīng)能力的三大維度
該標(biāo)準(zhǔn)首次明確定義了機(jī)器人在非結(jié)構(gòu)化工況下的自適應(yīng)能力，重點(diǎn)圍繞位姿偏差補(bǔ)償、抗干擾、任務(wù)泛化三大核心能力展開：
位姿偏差補(bǔ)償能力
要求機(jī)器人通過(guò)力控技術(shù)，在操作對(duì)象位姿偏差(如工件尺寸誤差、安裝位置偏移)時(shí)，仍能完成高精度焊接。例如，通過(guò)力位協(xié)同控制，機(jī)器人末端執(zhí)行器可實(shí)時(shí)調(diào)整焊接路徑，確保焊縫位置偏差不超過(guò) ±0.2 毫米。這一能力在船舶制造、建筑鋼構(gòu)等領(lǐng)域尤為關(guān)鍵，如中國(guó)船舶集團(tuán)的中小組立智能焊接生產(chǎn)線，通過(guò)三維激光掃描和自適應(yīng)編程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了焊接精度 0.5 毫米的突破。
抗干擾能力
針對(duì)工業(yè)環(huán)境中的振動(dòng)、溫度變化等干擾，標(biāo)準(zhǔn)要求機(jī)器人具備環(huán)境自適應(yīng)能力。例如，在焊接過(guò)程中，若遇到工件抖動(dòng)或外部振動(dòng)，機(jī)器人需通過(guò)力控算法抵消干擾，維持焊接穩(wěn)定性。北京博清科技的無(wú)軌導(dǎo)全位置爬行焊接機(jī)器人，通過(guò)激光傳感器和圖像處理算法，在戶外復(fù)雜環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了 ±0.2 毫米的焊縫跟蹤精度，即使在 200 米高空或儲(chǔ)罐曲面作業(yè)也能穩(wěn)定運(yùn)行。
任務(wù)泛化能力
機(jī)器人需具備跨場(chǎng)景遷移能力，例如完成某類工件焊接后，可快速適應(yīng)相似工件的焊接需求。京企配天機(jī)器人發(fā)布的繹焊機(jī)器人系統(tǒng)，利用 3D 視覺(jué)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，無(wú)需人工示教即可自動(dòng)識(shí)別焊縫、優(yōu)化焊接參數(shù)，適用于小批量、多品種的個(gè)性化生產(chǎn)場(chǎng)景，換產(chǎn)效率提升 80% 以上。
二、技術(shù)突破：從 “機(jī)械臂” 到 “智能體” 的跨越
標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施推動(dòng)焊接機(jī)器人在感知、決策、執(zhí)行三大環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級(jí)：
感知層：融合激光、視覺(jué)、力覺(jué)等多模態(tài)傳感器，構(gòu)建環(huán)境實(shí)時(shí)感知系統(tǒng)。例如，西安交通大學(xué)研發(fā)的智能視覺(jué)自適應(yīng)系統(tǒng)，通過(guò)雙目視覺(jué)匹配和語(yǔ)義分割技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了焊件邊緣的高精度識(shí)別。
決策層：引入 AI 算法和邊緣計(jì)算，提升自主決策能力。科大訊飛牽頭制定的標(biāo)準(zhǔn)中，強(qiáng)調(diào)通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化焊接路徑規(guī)劃，例如在船舶焊接中，系統(tǒng)可根據(jù)焊縫形狀自動(dòng)調(diào)整焊接電流和速度，減少人工干預(yù)。
執(zhí)行層：力控技術(shù)與運(yùn)動(dòng)控制深度融合。上海非夕科技的自適應(yīng)機(jī)器人通過(guò)力位協(xié)同控制，在焊接過(guò)程中動(dòng)態(tài)調(diào)整焊接姿態(tài)，避免因工件變形導(dǎo)致的焊接缺陷。
三、行業(yè)影響：重構(gòu)焊接機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈
市場(chǎng)格局重塑
標(biāo)準(zhǔn)推動(dòng)國(guó)產(chǎn)焊接機(jī)器人向高端化發(fā)展，加速替代進(jìn)口產(chǎn)品。例如，博清科技的無(wú)軌導(dǎo)爬行焊接機(jī)器人已應(yīng)用于中石化、國(guó)家電網(wǎng)等項(xiàng)目，出口至新加坡、日本等國(guó)家，打破了國(guó)外企業(yè)在特種焊接領(lǐng)域的壟斷。
產(chǎn)業(yè)協(xié)同升級(jí)
標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游技術(shù)協(xié)同，傳感器、AI 算法、工業(yè)軟件等配套產(chǎn)業(yè)迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇。合肥高新區(qū)企業(yè)科大訊飛通過(guò)牽頭制定標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)其 “視覺(jué) - 語(yǔ)言 - 動(dòng)作” 多模態(tài)具身大模型在焊接機(jī)器人中的應(yīng)用，提升了國(guó)產(chǎn)核心零部件的自主可控性。
應(yīng)用場(chǎng)景拓展
焊接機(jī)器人從傳統(tǒng)汽車制造向船舶、航空航天、新能源等領(lǐng)域滲透。例如，繹焊機(jī)器人系統(tǒng)已在造船廠實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的自動(dòng)化焊接，而博清科技的管道焊接機(jī)器人則應(yīng)用于核電工程，滿足高輻射環(huán)境下的無(wú)人化作業(yè)需求。
四、挑戰(zhàn)與未來(lái)：從標(biāo)準(zhǔn)到生態(tài)的跨越
技術(shù)挑戰(zhàn)
多學(xué)科融合：自適應(yīng)能力需整合力學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、AI 等技術(shù)，企業(yè)需加強(qiáng)跨領(lǐng)域研發(fā)能力。
成本控制：高精度傳感器和 AI 算法的應(yīng)用可能增加設(shè)備成本，需通過(guò)規(guī)?；a(chǎn)降低邊際成本。
實(shí)施路徑
政策支持：政府可通過(guò)專項(xiàng)補(bǔ)貼、示范項(xiàng)目等推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)落地，例如 “智能制造試點(diǎn)示范” 工程。
國(guó)際接軌：積極參與 ISO 等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定，提升中國(guó)在機(jī)器人領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)。例如，GB/T 44589-2024 與 ISO 10218(工業(yè)機(jī)器人安全標(biāo)準(zhǔn))形成互補(bǔ)，共同推動(dòng)全球機(jī)器人技術(shù)規(guī)范化。
未來(lái)趨勢(shì)
人機(jī)協(xié)作：自適應(yīng)機(jī)器人與人類焊工的協(xié)同作業(yè)將成為常態(tài)，例如通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指導(dǎo)。
綠色制造：自適應(yīng)焊接技術(shù)可減少能耗和材料浪費(fèi)，助力 “雙碳” 目標(biāo)。例如，中國(guó)船舶集團(tuán)的焊接生產(chǎn)線通過(guò)自適應(yīng)編程，將焊接效率提升 3 倍，同時(shí)降低了 20% 的能耗。
《機(jī)器人自適應(yīng)能力技術(shù)要求》的實(shí)施，不僅為焊接機(jī)器人的智能化升級(jí)提供了技術(shù)框架，更通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)生態(tài)的重構(gòu)。隨著國(guó)產(chǎn)技術(shù)的持續(xù)突破和政策支持的深化，中國(guó)焊接機(jī)器人有望在全球高端制造領(lǐng)域占據(jù)更重要地位，為 “制造強(qiáng)國(guó)” 戰(zhàn)略注入新動(dòng)能。
