日本建筑巨头清水建设于2025年4月24日正式宣布,其自主研发的焊接机器人“Robo-Welder”已完成重大技术升级。新版机器人不仅大幅扩展了作业范围,更在焊接品质上达到了与熟练技工完全一致的水平,标志着日本建筑业在自动化领域迈出了关键一步。
此次升级的核心在于将原有的6轴机械臂安装在可旋转的底座上,从而实现了7轴化。这一结构创新使得机器人的作业半径显著扩大。在大截面H型钢柱的焊接中,只需在柱体两侧各部署一台机器人,即可在不移动设备的情况下完成全周焊接。相比改良前,单日的焊接作业量提升了10%以上,极大优化了施工效率。
在工艺控制方面,新版机器人通过优化机械臂动作,实现了接近人类熟练工的“摆动焊接”(Weaving)效果。机器人能够平滑地进行以焊缝为中心的往复运动,并灵活调整焊枪角度。同时,系统具备对焊枪移动速度和焊丝送丝速度的自动精准控制能力,确保了箱型柱转角处及多台机器人对接处的焊接质量,彻底消除了传统自动化设备在复杂节点上的质量短板。
清水建设并未止步于硬件升级,而是构建了“人机协作”的新型作业模式。在该模式下,机器人负责高强度的连续焊接,而人类技工则专注于机器人难以替代的质量检查和清渣工作。这种分工既保证了最终产品的可靠性,又简化了机器人的机械结构,实现了效率与品质的双赢。
数据显示,新版机器人的焊接速度可达每小时10至12米,品质完全对标人工。虽然单台机器人的日作业量因拆装时间限制略低于人工,但一名熟练技工可同时操作至少2台机器人,使得单人生产效率提升了1.75倍。随着操作熟练度的提升,未来甚至可实现一人操控4台机器人的作业规模。
这一技术突破的背后,是日本建筑业长期面临的严峻挑战。目前日本全国注册持证焊接技工仅约1000名,人才极度匮乏,已成为制约大型钢结构工期的重要瓶颈。加之夏季高温作业环境恶劣,且焊接烟尘已被认定为致癌物质,推动焊接作业机器人化已成为行业迫在眉睫的生存需求。
对于中国建筑业而言,日本在“人机协作”模式上的探索极具参考价值,特别是在老龄化加剧和技能人才断层的大背景下,通过优化人机分工而非单纯追求全自动化,或许是解决行业用工荒与质量管控矛盾的最优解。
