一文看清中国焊接机器人应用现状与前景

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人人皆可使用的节卡机器人码垛工艺包正式发布2022高工锂电智能制造峰会最新议程,请查收! “焊接算是一个古老而传统的工艺,如果从技术范畴来讲,它算是材料连接的技术或连接的工艺。细分来看,焊接只是众多连接技术中的一种,然而,经过多年发展,焊接类型早已是五花八门,比如激光焊、点焊、弧焊、摩擦焊等;焊接机器人也有很多种,从常见类型来看,主要是弧焊机器人、点焊机器人、激光焊机器人。”在《2022焊接机器人技术与应用峰会》上,高工机器人产业研究所所长卢瀚宸针对中国焊接机器人市场运行数据,进行了深入分享。

国产替代加速: 弧焊机器人国产份额有望提升至38.5%

近几年,随着对一般工业的应用渗透,国内焊接机器人市场发展迅猛。据高工机器人产业研究所(GGII)数据显示,2021年中国市场焊接机器人系统集成市场规模为210.4亿元,同比增长22.68%。GGII预计,到2026年,中国市场焊接机器人系统集成规模将有望超过400亿元,CAGR约为15%。

智能化

国内焊接机器人市场规模不断攀升的背后,却是外资主导国内焊接机器人市场,国产焊接机器人则处于长期追赶状态。近3年来,在国产焊接机器人厂商主要聚焦的弧焊领域,国产份额呈现出持续提升态势。

对此,卢瀚宸也表示,2018年以后,弧焊机器人呈逐年持续增长态势,尤其是2021年,国产替代效应逐步显现。

据GGII数据显示,2021年中国市场弧焊机器人销量4.16万台,同比增长29.60%,系弧焊机器人销量首次突破4万台。其中,国产占比从2020年的29.42%上升至36.42%。

今年上半年,受宏观经济影响,工业机器人市场增速略有下行,焊接机器人亦开始承压,Q3市场略有回暖,预计2022全年的国产弧焊机器人份额有望提升至38.5%。

由此,在中国市场应用的焊接机器人也形成了三大派系,即日系、欧系和国产,其中日系品牌主要有安川、OTC、松下、发那科、那智不二越、川崎等;欧系品牌包括德国的KUKA、CLOOS,瑞士的ABB、意大利的COMAU及奥地利的IGM等;国产品牌则包括埃斯顿、卡诺普、华数机器人、埃夫特、钱江机器人、配天机器人、新时达、图灵机器人、柴孚机器人、尔必地、藦卡、九众九、倍可机器人等。

下游应用机会: 新能源汽车、锂电池成重点领域

从系统集成角度来看,过去几年,焊接系统集成的大部分份额是以汽车市场为主,尤其是新能源汽车版块,过去很多集成商也是在汽车行业里成长起来。

GGII数据显示,2021年中国焊接机器人应用于汽车行业的占比为34.74%,在健身器材、五金家具等金属加工制造业和其他通用工业的自动化程度仍然较低,随着其他通用工业自动化升级改造的推进,其焊接机器人潜在应用市场空间巨大。

而焊接机器人的系统集成,也开始从汽车行业往机械、船舶、一般工业等行业渗透和延伸,但总体来看,纯焊接系统集成业务能够达到10亿规模的企业在全国较稀有,绝大部分厂商的体量还是集中在1亿以下,乃至5千万以下,这是众多长尾市场所看到的系统集成生意。

那么,未来焊接机器人的下游机会在哪里?

卢瀚宸认为新能源汽车、锂电池以及钢结构领域,都存在着巨大的焊接机器人应用空间,其表示:“新能源是当前市场的一大热门,比如锂电池,我们近期调研发现,部分储能电池厂商今年的业务呈现出3-4倍的增长态势,这会是接下来的热门赛道。”

此外,新能源汽车和动力电池作为增量市场,未来将对自动化设备,包括对焊接机器人产生巨大拉动,具有强确定性。另外,钢结构相对来说是传统但需求量巨大的市场,整体市场对焊接机器人的需求空间在8万台以上的水平。两轮车市场未来的需求量也是在1.5万台的水平。

具体来看,新能源汽车的轻量化对续航和能耗有比较大的影响,譬如汽车重量降低10%,能耗效率可提升6-8%,续航里程可增长5.5%。随着新材料应用的增加,未来可能会造成以点焊为主的工艺慢慢减少,但当前焊接依然占据重要地位。

比如特斯拉,ModelY后地板由70多个零部件合为1个大铸件,焊点由700多个减少到50个,重量降低30%,成本降低40%。但不同的车型,它的材质和工艺也有极大差异,其中对连接的技术也会有很大影响,比如激光焊、点焊、弧焊都是需要的工艺,只是涉及到不同的材质、场景。

动力电池方面,从整体的生产情况来看,焊接主要是在中道和后道,以激光焊为主。具体如下:

中道工艺:极耳的焊接(包括预焊接)、极带的点焊接、电芯入壳的预焊、外壳顶盖密封焊接、注液口密封焊接等;

后道工艺:包括电池PACK模组时的连接片焊接,以及模组后的盖板上的防爆阀焊接等。

在动力电池生产过程中,从电芯制造到PACK组装,焊接都是一道非常重要的制造工序。动力电池结构包含多种材料,如钢、铝、铜、镍等这些金属可能被制成电极、导线或是外壳。因此,无论是一种材料之间或是多种材料之间的焊接,也无论是智能化,还是效率,都对焊接工艺提出了更高的要求。

除此之外,焊接机器人也需要更多创新技术的加持,无论是视觉、软件、工艺包,还是传感器,都为焊接智能化带来了比较大的质的飞跃。譬如,3D视觉已从搬运分拣等简单应用向焊接、切割等强工艺领域加速渗透。

智能化

对此,卢瀚宸也披露了一组相关数据,2021年搭载3D视觉的工业机器人数量7100套左右,其中焊接机器人渗透率为13.38%;预计到2025年3D视觉+工业机器人数量有望达到60000套,届时3D视觉在焊接机器人的渗透率有望达到16.7%。

诸多创新技术与产品正在与焊接机器人构成新的生态,在智能化和数字化焊接的大趋势下,能够“焊动未来”的厂商必定是拥抱新技术的厂商,从这个方面看,中国焊接机器人还有很长的路要走。

审核编辑 :李倩

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