2006年，由中科院院士、清华大学教授潘际銮所创造发明的特种机器人——无轨道爬行式弧焊机器人正式面世。该项技术打破了国内外均无类似技术的空白，是国际焊接领域中的首创，属于国际领先、原始创新的科研成果，也是解决大型结构件在工地实现自动化焊接的强大武器。
焊接是现代工业中的先进制造方法之一。据统计，一个国家钢消耗量的45% 要用焊接方法才能制造成产品。以我国为例，每年的钢消耗量已达2 亿吨，焊接工作量非常大，因而焊接工作的自动化成为焊接技术中的重大课题。目前，虽然焊接自动化已具有相当高的水平，工业机器人已广泛应用于汽车制造等行业，但是手臂式工业机器人不能解决大型钢结构在工地进行焊接的问题。大量的工地焊接仍须依靠手工焊接或机械化焊接方法。
为了解决工地焊接中工作环境恶劣、劳动强度大等问题，潘际銮教授于20 年前就开始寻找研究的方向。他曾与香港理工大学教授合作研究，利用现有工业机器人安放在大型移动车上进行大型结构焊接，但未能取得满意的结果。后来，他提出爬行式焊接机器人解决大型结构焊接自动化的构想，得到清华大学合作同仁的赞赏，阎炳义、卢勤英首先研制成功能在立体空间上爬行的机构，潘际銮、高力生等提出了机器人的整体设计方案和结构。1997年开始，潘际銮组织了以教师张华、郑军和博士研究生马兆瑞、刘正文、张虓等多人的研究团队进行了大量的工作，克服了无数的困难，终于于2002年完成世界上第一台全位置爬行式弧焊机器人。经权威专家鉴定，该机器人为重大技术突破，处于国际领先地位。2006年，在此基础上又成功开发了无轨道全位置爬行式气体立焊机器人，进一步扩大了机器人的应用范围，提高了焊接生产效率。
无轨道全位置爬行式气体立焊机器人具有在垂直立面或弯曲面上自主跟踪焊缝，自由爬行，执行全位置焊接操作任务；在立面上具有强大吸力，负重120 公斤；具有灵活的受控性能和运动性能；装备有自主开发的激光跟踪传感器，传感系统具有优良的抗干扰能力和动态性能等特点。同时，其还具有无须导轨，无须导向；焊前准备简单，生产率高；焊接过程中无须人工监控，减轻劳动强度；可以焊接三维弯曲焊缝等优越性。目前，该机器人可成功应用于球罐、储油罐等焊接工作。
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