西欧 26 53 10 11

中国（大陆） 78.4 9 0.6 12

1.4在造船工业中焊接机器人的发展

机器人是20世纪高科技代表之一，对以往传统的生产方式和全社会影响巨大。目前，发达国家都将机器人技术放在发展科技的重要位置，机器人的商业化程度在不断增加。在一些发达国家中，焊接机器人技术已被应用于造船中[8]。1970年到20世纪末，日本从实验第一个机器人到机器人有较大的发展，并且，20世纪是日本机器人制造业的一个高峰期。在1970年时日本机器人的工厂就达到了80几家，到目前已经发展到各个领域，包括在造船工业方面[9]。

美国对机器人重视是在20世纪80年代初70年代末。MTS系统公司、托德·太平洋的洛杉矶造船厂、阿冯尔船厂造船厂等都为机器人的发展做出了巨大的贡献。在1983年，机器人已经可以通过调整激光束的功率来实现焊接作业，并且在生产小零件中运用到弧焊机器人和在横梁和大梁上应用机器人。焊接机器人在20世纪80年代是造船厂的适用技术，美国造船厂通过项目合理规划让焊接机器人在船厂上得以应用[10-11]。

在1980年末期，由于机器人集成制造系统、仿真和建模在焊接机器人技术上的发展，让韩国一下子成为了世界第二造船大国[6]。韩国Daevoo重工业公司、三星、现代都为焊接机器人在韩国造船业的发展做出了巨大贡献。他们不仅能够不建造造船设施，同时能够提高劳动生产效率，在1995年末，就开始在生产线上搭配使用机器人。机器人在造船业的应用不仅提高了生产效率，而且保证了员工的安全问题。离线编程系统能够让焊接机器人在造船系统中得到最大限度的应用[12]。英国、美国、欧洲、俄罗斯等国家也将机器人、自动化设备应用在造船方面，在焊接、切割、涂装、装配方面应用的最普遍。在船舶管道系统中德国有最新8轴管形切割机技术可以进行等离子和火焰切割，提高了切割质量并且节省了劳动力[13]。由新加坡国立大学设计的人机交互界面应用在焊接机器人系统中，让机器人更容易操作、更流畅能够解决小规模生产焊接的问题[14]。中国的机器人都是从国外引进的，主要在汽车、工程机械等方面应用。其他方面只有少数应用，中国造船机器人几乎是空白的，为提高中国造船的效率，我们需要在造船业引进自动化设备和机器人。很长时间内，中国运用在造船业的焊接机器人尚处于实验阶段。

中国伺服机器人的总裁杰夫瑞·诺鲁克主持了一种便携式焊接机器人，在造船工业的焊接作业中可以完成全位置焊接。便携式焊接机器人对于结构复杂船体焊接有很好的解决方案，并且机器人可以配合各种焊接方式，适合焊接不同的材料[15]。最近江苏华恒自动控制研究中心、江苏科技大学、外高桥造船厂一起研发了船舶焊接机器人生产线，弥补了中国造船机器人的空白。这个生产线的效率是手工电弧焊的5倍。

1.5本课题研究的内容

本文主要研究5mm厚的钢质薄板；使用80%Ar和20%CO2的混合气体，利用药芯焊丝实现焊接机器人的自动化焊接，同时探索合适的焊接工艺参数。主要研究内容如下：

（1）查阅收集分析文献资料，了解船用钢制薄板、药芯焊丝、弧焊机器人、大型船舶结构焊接技术等发展和现状； 船用钢制薄板药芯焊丝平焊焊接工艺和质量控制研究(4):http://www.chuibin.com/cailiao/lunwen_205172.html