2006年，由中科院院士、清華大學(xué)教授潘際鑾所創(chuàng)造發(fā)明的特種機(jī)器人——無軌道爬行式弧焊機(jī)器人正式面世。該項(xiàng)技術(shù)打破了國內(nèi)外均無類似技術(shù)的空白，是國際焊接領(lǐng)域中的首創(chuàng)，屬于國際領(lǐng)先、原始創(chuàng)新的科研成果，也是解決大型結(jié)構(gòu)件在工地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接的強(qiáng)大武器。 焊接是現(xiàn)代工業(yè)中的先進(jìn)制造方法之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一個(gè)國家鋼消耗量的45% 要用焊接方法才能制造成產(chǎn)品。以我國為例，每年的鋼消耗量已達(dá)2 億噸，焊接工作量非常大，因而焊接工作的自動(dòng)化成為焊接技術(shù)中的重大課題。目前，雖然焊接自動(dòng)化已具有相當(dāng)高的水平，工業(yè)機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于汽車制造等行業(yè)，但是手臂式工業(yè)機(jī)器人不能解決大型鋼結(jié)構(gòu)在工地進(jìn)行焊接的問題。大量的工地焊接仍須依靠手工焊接或機(jī)械化焊接方法。 為了解決工地焊接中工作環(huán)境惡劣、勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題，潘際鑾教授于20 年前就開始尋找研究的方向。他曾與香港理工大學(xué)教授合作研究，利用現(xiàn)有工業(yè)機(jī)器人安放在大型移動(dòng)車上進(jìn)行大型結(jié)構(gòu)焊接，但未能取得滿意的結(jié)果。后來，他提出爬行式焊接機(jī)器人解決大型結(jié)構(gòu)焊接自動(dòng)化的構(gòu)想，得到清華大學(xué)合作同仁的贊賞，閻炳義、盧勤英首先研制成功能在立體空間上爬行的機(jī)構(gòu)，潘際鑾、高力生等提出了機(jī)器人的整體設(shè)計(jì)方案和結(jié)構(gòu)。1997年開始，潘際鑾組織了以教師張華、鄭軍和博士研究生馬兆瑞、劉正文、張?zhí)嵉榷嗳说难芯繄F(tuán)隊(duì)進(jìn)行了大量的工作，克服了無數(shù)的困難，終于于2002年完成世界上第一臺(tái)全位置爬行式弧焊機(jī)器人。經(jīng)權(quán)威專家鑒定，該機(jī)器人為重大技術(shù)突破，處于國際領(lǐng)先地位。2006年，在此基礎(chǔ)上又成功開發(fā)了無軌道全位置爬行式氣體立焊機(jī)器人，進(jìn)一步擴(kuò)大了機(jī)器人的應(yīng)用范圍，提高了焊接生產(chǎn)效率。 無軌道全位置爬行式氣體立焊機(jī)器人具有在垂直立面或彎曲面上自主跟蹤焊縫，自由爬行，執(zhí)行全位置焊接操作任務(wù)；在立面上具有強(qiáng)大吸力，負(fù)重120 公斤；具有靈活的受控性能和運(yùn)動(dòng)性能；裝備有自主開發(fā)的激光跟蹤傳感器，傳感系統(tǒng)具有優(yōu)良的抗干擾能力和動(dòng)態(tài)性能等特點(diǎn)。同時(shí)，其還具有無須導(dǎo)軌，無須導(dǎo)向；焊前準(zhǔn)備簡單，生產(chǎn)率高；焊接過程中無須人工監(jiān)控，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；可以焊接三維彎曲焊縫等優(yōu)越性。目前，該機(jī)器人可成功應(yīng)用于球罐、儲(chǔ)油罐等焊接工作。