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

焊接機器人最適合于多品種高質量生產方式，目前已廣泛應用在汽車制造業，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中得到了廣泛的應用。國內生產的桑塔納、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，焊接質量要求相當高，其質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在質量，并保證了質量的穩定性和降低勞動強度，改善了勞動環境。

機器人焊接系統的常見應用方式

按照焊接機器人系統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，由氣缸驅動使裝有工件的兩個夾具輪流進入機器人焊接區焊接，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，這種方式可以節約變位器旋轉時間。雙夾具滑軌形式的焊接機器人系統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線、POLO下搖臂焊接生產線上均有應用實例。

單（雙）夾具固定式+焊接機器人工作站

（見圖2）該結構形式簡單，夾具由變位機進行變位，來實現機器人焊槍不同位置的焊接。系統故障率低，但由于在裝卸工件過程中機器人處于等待狀態，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。

該系統在帕薩特后橋焊接生產線及桑塔納前懸掛焊接和生產線有成功應用。

帶變位機回轉工作臺+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臺組成，結構緊湊。兩副夾具可以進行不同的焊接程序以實現不同的工藝要求。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的主要優點是能適應各種不規則焊縫的焊接。但缺點是由于兩部機器人配合的不協調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效率。

協調運動式外軸+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，協調式外軸與機器人相配合即可輕松實現360°以上環焊縫的焊接。

在帕薩特后橋穩定桿焊接、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）該系統由兩轉臺和四套變位器組成，可以方便地實施兩種以上產品的焊接。尤其針對生產任務不均勻的情況，可以合理調配，以提高機器人的利用率。但該系統對空間資源占用大，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展方向。該形式由多臺機器人焊接系統和懸掛輸送鏈組成，由多臺機器人之間的配合來完成一個產品的焊接加工。由于每道所焊的焊縫數較平均，所以對整個產品的焊接變形影響小。

目前桑塔納前懸掛焊接生產線、帕薩特后橋焊接生產線均采用此形式。

焊接機器人柔性系統

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

二工位點焊機器人系統

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

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，可實現機器人焊鉗的快速自動更換，不但可滿足復雜產品各個部位的焊點焊接，而且，在更換產品時，只需更換合適的焊鉗就可以了。

柔性的系統控制。該系統的主控系統采用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程序采用結構化方式編制，各個子程序分別對應于一個功能，對于不同工件，只需調用或修正不同子程序，不需重新編程。不同產品的焊接內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，更換產品時可直接調用。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顯示界面。

采用機器人外部軸伺服驅動的回轉工作平臺。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動和控制轉臺，從而使轉臺有極好的啟停特性，并與機器人實現協調運動，可實現多工位焊接。在回轉平臺上裝有遠程模塊，轉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。