焊接技术作为制造业的传统基础工艺与技术，在工业中应用的历史并不长，但它的发展却是非常迅速的。焊接机器人是在工业机器人基础上发展起来的先进焊接设备，是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人，主要用于工业自动化领域，其广泛应用于汽车及其零部件制造、摩托车、工程机械等行业，在汽车生产的冲压、焊装、涂装、总装，四大生产工艺过程都有广泛应用，其中应用最多的以弧焊、点焊为主。

　　轿车车身的结构和工艺在很大程度上决定了乘车的安全系数。车身本体是由十几个大总成和数百个薄板冲压件，经点焊、弧焊、激光焊、钎焊、铆接、机械连接以及胶接等工艺连接成的复杂薄板结构件。由于白车身所涉及的零件多、工艺复杂且设备类型繁多，因此车身规划对焊接工艺、装焊夹具、质量控制以及维护保养等都有较高的要求。本文结合实例重点介绍了点焊机器人系统和弧焊机器人系统在车身焊接中的应用。

　　典型的焊接机器人系统有如下几种形式：焊接机器人工作站、焊接机器人生产线、焊接专机。焊接机器人系统一般适合中、小批量生产，被焊工件的焊缝可以短而多，形状较复杂。柔性焊接线特别适合产品品种多，每批数量又很少的情况下采用。焊接专机适合批量大、改型慢的产品，对焊缝数量较少、较长，形状规矩的工件也较为适用，至于选用哪种自动化焊接生产形式，需根据企业的实际情况而定。

　　点焊机器人系统在汽车行业中的应用

　　纵观整个汽车工业的焊接现状，不难分析出汽车工业的焊接发展趋势为：发展自动化柔性生产系统。而工业机器人，因集自动化生产和灵活性生产特点于一身，故轿车生产近年来大规模、迅速地使用了机器人。在焊接方面，主要使用的是点焊机器人和弧焊机器人。特别是近几年，国内的汽车生产企业非常重视焊接的自动化。如一汽引进的捷达车身焊装车间的13条生产线的自动化率达80%以上，各条线都由计算机(可编程控制器PLC-3)控制，自动完成工件的传送和焊接。焊接由R30型极坐标式机器人和G60肘节式机器人共61台进行，机器人驱动由微机控制，数字和文字显示，磁带记录仪输入和输出程序。机器人的动作采用点到点的序步轨迹，具有很高的焊接自动化水平，既改善了工作条件，提高了产品质量和生产率，又降低材料消耗。

　　车身点焊的质量直接影响着汽车车身强度和使用安全性。点焊设备因易于机械化、成本较低廉、技术成熟且配套设施完善，在汽车车身的生产中应用得最为广泛。现在，点焊焊接过程完全自动化已成为趋势，机器人点焊系统已得到广泛应用，正逐步取代手工点焊。

　　气动焊钳作为点焊机器人的执行机构，目前普遍采用了一体化焊钳，就是焊接变压器装在焊钳后面，减少了二次电缆的损失，提高焊接质量。由于采用一体化焊钳，变压器必须尽量小型化，提高机器人有效负载。对于容量较大的变压器，已开始采用中频逆变技术：把50Hz工频交流变为600～1000Hz交流再整流，使变压器体积减少、减轻。

　　气动焊钳电极组件形式上与手工焊接焊钳基本相似，完成与工件接触及通电焊接作用，为降低维护改造成本，焊钳组件有模块化的趋势。点焊机器人动作稳定可靠，重复精度高，可代替人的繁重体力劳动，并且提高了焊接质量，提高了生产线柔性。

　　伺服点焊机器人系统包括机器人本体、机器人控制器、中频点焊控制器、自动电极修磨机和伺服点焊钳等。伺服焊枪的优点是传统气动焊机无法比拟的，其最大的特点是以伺服装置代替气动装置，按照预先编制的程序，由伺服控制器发出指令，控制伺服电动机按照既定速度、位移进给，形成对电极位移与速度的精确控制，脉冲数目与频率决定电极位移与速度，电动机转矩决定电极压力。

　　随着我国汽车工业的发展和对自动化水平要求的不断提高，将为焊接机器人市场的快速增长提供了一个良好的机会。预计国内企业对焊接机器人的需求量将以30%以上的速度增长。从机器人技术发展趋势看，焊接机器人不断向智能化方向发展，完全实现生产系统中机器人的群体协调和集成控制，从而达到更高的可靠性和安全性。而采用焊接机器人的汽车生产企业在高技术、高质量、低成本条件下必将获得高速发展，也必将为汽车产业的发展带来新的生机。相信，在不久的将来，通过我们的共同努力，国内汽车行业的焊接技术会逐步缩短与国外先进焊装技术水平的差距，迎接WTO带给汽车工业的机遇和挑战。

　　在焊接机器人的应用过程中，焊缝跟踪技术的应用相普通，焊接机器人在进行焊接作业操作过程汇总，由于焊缝的过程可能会受到强弧光辐射、烟尘、飞溅、加工误差、夹具精度、工件热变形等因素的影响，必须特别注意这些因素的控制，避免出现焊炬偏离焊缝，导致焊接质量出现问题，焊缝跟踪技术的存在，在一定程度上可以结合焊接条件的变化，实时监测出焊缝的偏差，并及时调整焊接路径和焊接参数，有效的避免焊接过程中出现的质量问题。

　　不断的实践工作经验表明，在焊接机器人系统中，电气性能良好的专用弧焊电源，是确保焊接机器人使用性能的正常发挥的关键之一。焊接机器人所用的专用弧焊逆变电源大多都是单片微机控制的晶体管式弧焊逆变器，在精细的波形控制方法的焊接电源，可以在一定程度上确保焊缝烙宽以及烙深的一致性，促使焊接表面更加的美观。因此在焊接机器人的应用过程中，针对专用弧焊电源进行深入的研究非常重要。

　　在焊接作业的操作过程中，离线编程与路径规划技术主要是指机器人编程语言的进一步扩展，其主要利用计算机图形学的研究成果建立的机器人已经工作环境的模型，并通过专业的算法，对焊接器件的图形进行一定的控制和操作，是促使焊接机器人可以在设定好的轨迹规划基础上进行焊接作业，离线编程的另一现实基础，是自动编程技术的应用。通过应用自动编程技术，为焊接机器人实现焊接任务、焊接参数、焊接路径以及焊接轨迹的同时，辅助编程人员进行编程任务的一种技术。

　　在实际工作过程中，多机器人协调控制技术主要是指为了完成某一项工作任务选行组织数量若干的机器人通过合作与协调组合成的一体系统，多机器人协调控制技术在应用的过程中，主要是多焊接机器人系统安排某项任务之前，需要考虑如何根据实际的操作任务组织焊接机器人进行有效的工作。当确定工作机制以后，就需要结合实际工作，考虑如何保持焊接机器人运动协调的一致性问题了。