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钢结构焊接机器人技术发展现状与趋势

李帅,  周绪红,  刘界鹏

李帅, 周绪红, 刘界鹏. 钢结构焊接机器人技术发展现状与趋势[J]. 钢结构(中英文), 2026, 41(10): 1-11. doi: 10.13206/j.gjgS26082945
引用本文: 李帅, 周绪红, 刘界鹏. 钢结构焊接机器人技术发展现状与趋势[J]. 钢结构(中英文), 2026, 41(10): 1-11. doi: 10.13206/j.gjgS26082945
Li Shuai, Zhou Xuhong, Liu Jiepeng. Development Status and Trends of Welding Robot Technology for Steel Structures[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2026, 41(10): 1-11. doi: 10.13206/j.gjgS26082945
Citation: Li Shuai, Zhou Xuhong, Liu Jiepeng. Development Status and Trends of Welding Robot Technology for Steel Structures[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2026, 41(10): 1-11. doi: 10.13206/j.gjgS26082945

钢结构焊接机器人技术发展现状与趋势

doi: 10.13206/j.gjgS26082945
基金项目: 

国家自然科学基金重点项目(52130801)。

详细信息
    作者简介:

    李帅,博士,博士后,主要从事焊接机器人、建筑机器人、智能建造的研究。

    通讯作者:

    刘界鹏,博士,教授,主要从事钢-混凝土混合结构、装配式混合结构建筑与桥梁、工程结构智能设计、建筑与桥梁智能化制造及智能建造的研究,liujp@cqu.edu.cn。

Development Status and Trends of Welding Robot Technology for Steel Structures

  • 摘要: 钢结构制造与安装具有构件尺度大、非标准化程度高、小批量多品种、装配偏差与焊接热变形较为突出、厚板多层多道焊缝比例高,以及工厂制造与现场安装条件差异较大等特点,而汽车等重复制造行业中成熟的示教再现型焊接机器人难以直接移植到钢结构行业。为明确钢结构焊接机器人所处技术阶段、适用场景及发展方向,按照技术演进、工程应用、关键支撑技术、制约因素和发展趋势的逻辑顺序,对钢桥板单元制造、建筑钢结构工厂制造、复杂厚板节点焊接和现场安装等代表性场景中的机器人应用现状进行梳理,并综合分析近年来数字模型驱动、三维视觉、点云识别、多层多道自适应焊接、数字孪生、移动与协作机器人等的技术进展。结果表明:钢桥U肋板单元、横隔板等规则且重复度较高的工厂制造场景已形成相对成熟的专用装备与机器人自动化体系;H型、箱型及加劲构件等建筑钢结构工厂焊接正由离线编程向建筑信息模型(BIM)与计算机辅助设计(CAD)模型驱动、三维视觉识别和免示教作业方向发展;复杂非标节点、厚板多层多道焊以及高空、狭窄空间等现场作业仍是机器人规模化应用的主要难点。当前技术关注重点已由单纯提高机器人重复定位精度,扩展到对构件实际状态、坡口变化、热变形和焊缝成形的在线感知,以及焊接顺序、焊道排布、工艺参数和质量的闭环决策等方面。钢结构焊接机器人技术路径正在从依赖构件标准化以降低机器人作业难度,逐步拓展至依靠感知、规划与自适应能力以提高对非标准钢结构的适应性方向,且这两类路径在较长时期内仍将并存。未来研究和应用将更多关注模型、数据与焊接知识融合,多模态质量感知,自主移动化、人机协作化与多机器人并行,以及大模型和具身智能支持的任务理解、知识调用与持续学习;但在未来发展过程中,焊接工艺约束、质量验证、数据标准与安全认证仍是自主焊接工程应用的基本边界。
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  • 收稿日期:  2026-08-29

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