本文首先介紹機器人焊接系統(tǒng)的常見應用方式及焊接機器人柔性系統(tǒng)，其后探討多種機器人焊接新技術(shù)的應用及發(fā)展情況。

焊接機器人最適合于多品種高質(zhì)量生產(chǎn)方式，目前已廣泛應用在汽車制造業(yè)，汽車底盤、座椅骨架、導軌、消聲器以及液力變矩器等焊接件均使用了機器人焊接，尤其在汽車底盤焊接生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。國內(nèi)生產(chǎn)的桑塔納、帕薩特、別克、賽歐、波羅等后橋、副車架、搖臂、懸架、減振器等轎車底盤零件大都是以MIG焊接工藝為主的受力安全零件，主要構(gòu)件采用沖壓焊接,板厚平均為1.5～4mm，焊接主要以搭接、角接接頭形式為主，焊接質(zhì)量要求相當高，其質(zhì)量的好壞直接影響到轎車的安全性能。應用機器人焊接后，大大提高了焊接件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量，并保證了質(zhì)量的穩(wěn)定性和降低勞動強度，改善了勞動環(huán)境。

機器人焊接系統(tǒng)的常見應用方式

按照焊接機器人系統(tǒng)在汽車底盤零部件焊接的夾具布局的不同特點，及外部軸等外圍設施的不同配置，焊接機器人系統(tǒng)可分為以下幾種形式。

滑軌+焊接機器人的工作站

（見圖1）兩套夾具固定在滑動小車上，由氣缸驅(qū)動使裝有工件的兩個夾具輪流進入機器人焊接區(qū)焊接，操作人員在另一面上、下料。兩個工作站交叉進行，使機器人焊接時間與工件上、下料時間同步，這種方式可以節(jié)約變位器旋轉(zhuǎn)時間。雙夾具滑軌形式的焊接機器人系統(tǒng)利用兩副滑軌輪流為焊接機器人送料，可靠性較高，但對被焊工件的外形尺寸有一定限制，通常焊接工件直徑小于0.6m。

在桑塔納后橋焊接生產(chǎn)線、POLO下?lián)u臂焊接生產(chǎn)線上均有應用實例。

單（雙）夾具固定式+焊接機器人工作站

（見圖2）該結(jié)構(gòu)形式簡單，夾具由變位機進行變位，來實現(xiàn)機器人焊槍不同位置的焊接。系統(tǒng)故障率低，但由于在裝卸工件過程中機器人處于等待狀態(tài)，因而機器人的利用效率一般低于80%，所以在新的焊接線上較少利用。

該系統(tǒng)在帕薩特后橋焊接生產(chǎn)線及桑塔納前懸掛焊接和生產(chǎn)線有成功應用。

帶變位機回轉(zhuǎn)工作臺+焊接機器人工作站

（見圖3）該形式由兩副夾具帶變位器和一個轉(zhuǎn)臺組成，結(jié)構(gòu)緊湊。兩副夾具可以進行不同的焊接程序以實現(xiàn)不同的工藝要求。機器人在其中一副夾具上焊接工件時，操作工可以在另一副夾具上裝卸工件，機器人的利用率較高，一般大于90%，是目前最廣泛使用的一種形式。

該系統(tǒng)在別克副車架焊接線、賽歐后橋焊接線、帕薩特副車架焊接線均有廣泛應用。

搬運機器人+焊接機器人工作站

（見圖4）兩部機器人之間的配合所體現(xiàn)的主要優(yōu)點是能適應各種不規(guī)則焊縫的焊接。但缺點是由于兩部機器人配合的不協(xié)調(diào)所導致的故障率較高。所以此種形式需合理安排機器人運動形式才能最大程度提高生產(chǎn)效率。

協(xié)調(diào)運動式外軸+焊接機器人工作站

(見圖5)該形式運用較廣泛。在實際焊接中環(huán)焊縫是常見的一種，而常見的變位器不能適應360°焊接，在這種情況下，協(xié)調(diào)式外軸與機器人相配合即可輕松實現(xiàn)360°以上環(huán)焊縫的焊接。

在帕薩特后橋穩(wěn)定桿焊接、波羅后橋總成焊接中均采用了該形式。

機器人中置式工作站

（見圖6）該系統(tǒng)由兩轉(zhuǎn)臺和四套變位器組成，可以方便地實施兩種以上產(chǎn)品的焊接。尤其針對生產(chǎn)任務不均勻的情況，可以合理調(diào)配，以提高機器人的利用率。但該系統(tǒng)對空間資源占用大，且電器方面故障率高，所以目前并沒有廣泛采用，僅在派力奧與SIENA后軸焊接項目中試用。

機器人焊接自動線

（見圖7）機器人焊接自動線是今后轎車底盤焊接的主要發(fā)展方向。該形式由多臺機器人焊接系統(tǒng)和懸掛輸送鏈組成，由多臺機器人之間的配合來完成一個產(chǎn)品的焊接加工。由于每道所焊的焊縫數(shù)較平均，所以對整個產(chǎn)品的焊接變形影響小。

目前桑塔納前懸掛焊接生產(chǎn)線、帕薩特后橋焊接生產(chǎn)線均采用此形式。

焊接機器人柔性系統(tǒng)

隨著市場競爭加劇，汽車行業(yè)面臨品種多、批量少的改型性的新車型需求，要求焊接機器人系統(tǒng)必須高度柔性化。焊接機器人系統(tǒng)的柔性化，即：適應于不同零件的焊接夾具；能短時間內(nèi)快速調(diào)換氣、電信號、配管、配線快速改換；控制程序必須能預置和快速轉(zhuǎn)換，最大程度地發(fā)揮機器人特點以使一套機器人系統(tǒng)能根據(jù)需要焊接多種零件和適應產(chǎn)品多樣化和改進的要求。可快速調(diào)換夾具的二、四工位焊接機器人系統(tǒng)能體現(xiàn)系統(tǒng)柔性化。

二工位點焊機器人系統(tǒng)

（見圖8）系統(tǒng)由一臺標準的點焊機器人、兩個采用機器人外部軸伺服驅(qū)動的回轉(zhuǎn)工作平臺及電極修磨器、冷卻系統(tǒng)等周邊裝置組成。其柔性主要體現(xiàn)在以下幾點：

給標準點焊機器人配備了快速交換連接器。通過快速交換連接器，可實現(xiàn)機器人焊鉗的快速自動更換，不但可滿足復雜產(chǎn)品各個部位的焊點焊接，而且，在更換產(chǎn)品時，只需更換合適的焊鉗就可以了。

柔性的系統(tǒng)控制。該系統(tǒng)的主控系統(tǒng)采用PLC為主控單元，配以遠程I/O模塊，通過機器人的遠程I/O模塊，實現(xiàn)對機器人、夾具、夾具工作平臺及周邊裝置的控制。PLC程序采用結(jié)構(gòu)化方式編制，各個子程序分別對應于一個功能，對于不同工件，只需調(diào)用或修正不同子程序，不需重新編程。不同產(chǎn)品的焊接內(nèi)容及夾具氣缸的動作關系的設計和操作完成后，可以長時間儲存，更換產(chǎn)品時可直接調(diào)用。操作控制采用觸摸屏，減少了大量復雜的連線，同時可以為不同工件專門設計不同的操作及狀態(tài)顯示界面。

采用機器人外部軸伺服驅(qū)動的回轉(zhuǎn)工作平臺。該平臺除可以承受較大的徑向和軸向力外，同時采用機器人外部軸伺服驅(qū)動和控制轉(zhuǎn)臺，從而使轉(zhuǎn)臺有極好的啟停特性，并與機器人實現(xiàn)協(xié)調(diào)運動，可實現(xiàn)多工位焊接。在回轉(zhuǎn)平臺上裝有遠程模塊，轉(zhuǎn)臺中心留有氣路和電路出口專用快速接頭和多芯插口，以便使夾具可快速裝拆。