焊接是高速列車制造過程中和基本的工藝方法。隨著列車高速化和輕量化， 各部件的服役環(huán)境惡化， 對(duì)車體和轉(zhuǎn)向架的焊接技術(shù)提出了更高的要求。④可以運(yùn)用間隙示教功能靈活選擇上電極示教、下電極示教方式，大大縮短了示教時(shí)間。采用焊接機(jī)器人工作站或自動(dòng)焊接專機(jī)是提高和穩(wěn)定焊接質(zhì)量的重要途徑， 而且隨著勞動(dòng)力成本的提高， 機(jī)器人焊接的成本優(yōu)勢(shì)越來越明顯。

《智能制造科技發(fā)展 “十二五” 專項(xiàng)規(guī)劃》 指出：“中國(guó)已是世界第二大經(jīng)濟(jì)體和制造業(yè)大國(guó)， 但自主創(chuàng)新能力薄弱、 先進(jìn)裝備貿(mào)易逆差嚴(yán)重、 裝備與智能裝備嚴(yán)重依賴進(jìn)口， 嚴(yán)重制約我國(guó)制造產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。而智能制造技術(shù)是世界制造業(yè)未來發(fā)展的重要方向之一” 。近年來， 我國(guó)高速鐵路和高速列車發(fā)展迅猛， 獲得了一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重大科技成果。對(duì)于機(jī)器人的用戶—-汽車白車身生產(chǎn)廠來說，目前幾乎所有的裝備都來從國(guó)外引進(jìn)，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人幾乎找不到表演的舞臺(tái)。但是， 我國(guó)高速列車制造過程與國(guó)外高速列車生產(chǎn)現(xiàn)狀還有一定差距， 行業(yè)中的裝備和智能裝備依賴進(jìn)口。走智能制造的道路也是我國(guó)未來高速列車制造業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。

智能制造終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn) “設(shè)計(jì)過程、 制造過程和制造裝備智能化”， 包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的數(shù)字化，制造過程中的傳感信息化和網(wǎng)絡(luò)化， 制造裝備的數(shù)字化和智能化。其中， 制造裝備的智能化是實(shí)現(xiàn)整體制造智能化的前提和基礎(chǔ)。在所有的智能化制造裝備中， 機(jī)器人無疑是柔性制造自動(dòng)化的集中體現(xiàn)。（2）雙機(jī)協(xié)調(diào)焊接功能有時(shí)我們會(huì)遇到長(zhǎng)形工件，焊縫分布在工件的兩端，若采用1臺(tái)機(jī)器人進(jìn)行焊接，會(huì)出現(xiàn)因兩端不同時(shí)焊接而造成焊接變形不一致，從而使工件在長(zhǎng)度方向上扭轉(zhuǎn)變形，焊接后的工件難以符合尺寸要求。而在高速列車的生產(chǎn)中， 焊接又占據(jù)了相當(dāng)大的比重， 焊接機(jī)器人必然在高速列車智能制造中發(fā)揮重要作用。本文在分析焊接機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，給出其在高速列車制造行業(yè)中的應(yīng)用前景。

焊接機(jī)器人的焊槍編程

要想焊接機(jī)器人得到好的焊接效果，除了硬件設(shè)施，像是配套機(jī)器人焊槍 ，清槍裝置等設(shè)備外，好的編程也是必不可少的，好的編程需要注意以下這么步驟。

1. 選擇合理的焊接順序。以減小焊接變形、焊走路徑長(zhǎng)度來制定焊接順序。2. 焊槍空間過渡要求移動(dòng)軌跡較短、平滑、安全。3. 優(yōu)化焊接參數(shù)。為了獲得的焊接參數(shù)，制作工作試件進(jìn)行焊接實(shí)驗(yàn)和工藝評(píng)定。4. 合理的變位機(jī)位置、焊槍姿態(tài)、焊槍相對(duì)接頭的位置。工件在變位機(jī)上固定之后，若焊縫不是理想的位置與角度，就要求編程時(shí)不斷調(diào)整變位機(jī)，使得焊接的焊縫按照焊接順序逐次達(dá)到水平位置，同時(shí)要不斷調(diào)整機(jī)器人各軸的位置，合理的確定焊槍相對(duì)接頭的位置、角度與焊絲伸出長(zhǎng)度?？梢灶A(yù)見，在高速列車生產(chǎn)中采用機(jī)器人焊接無疑可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，為實(shí)現(xiàn)智能制造奠定基礎(chǔ)。工件的位置確定之后，焊槍相對(duì)接頭的位置通過編程者的雙眼觀察，難度較大。這就要求編程者善于總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)。5. 及時(shí)插入清槍程序。編寫一定長(zhǎng)度的焊接程序后，應(yīng)及時(shí)插入清槍程序。可以防止焊接飛濺堵塞焊接火口和導(dǎo)電嘴，保證焊槍的清潔，提高火口的使用壽命。6. 編制程序一般不能一步到位，要在機(jī)器人焊接過程中不斷檢驗(yàn)和修改，調(diào)整焊接參數(shù)及焊槍姿態(tài)等，才會(huì)形成一個(gè)好程序。

焊接機(jī)器人主要包括機(jī)器人和焊接設(shè)備兩部分。機(jī)器人由機(jī)器人本體和控制柜（硬件及軟件）組成。而焊接裝備，以弧焊及點(diǎn)焊為例，則由焊接電源，（包括其控制系統(tǒng)）、送絲機(jī)（弧焊）、焊槍（鉗）等部分組成。焊接系統(tǒng)采用FANUC公司生產(chǎn)的M-710iC/20L機(jī)械臂和美國(guó)LINCOLN公司的POWERWAVEi400數(shù)字焊接電源，能夠很好的滿足操作靈活度和焊縫質(zhì)量的要求。對(duì)于智能機(jī)器人還應(yīng)有傳感系統(tǒng)，如激光或攝像傳感器及其控制裝置等。圖1a、b表示弧焊機(jī)器人和點(diǎn)焊機(jī)器人的基本組成。

世界各國(guó)生產(chǎn)的焊接用機(jī)器人基本上都屬關(guān)節(jié)機(jī)器人，絕大部分有6個(gè)軸。其中，1、2、3軸可將末端工具送到不同的空間位置，而4、5、6軸解決工具姿態(tài)的不同要求。焊接機(jī)器人本體的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有兩種形式：一種為平行四邊形結(jié)構(gòu)，一種為側(cè)置式（擺式）結(jié)構(gòu)，如圖2a、b所示。側(cè)置式（擺式）結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是上、下臂的活動(dòng)范圍大，使機(jī)器人的工作空間幾乎能達(dá)一個(gè)球體。因此，這種機(jī)器人可倒掛在機(jī)架上工作，以節(jié)省占地面積，方便地面物件的流動(dòng)。但是這種側(cè)置式機(jī)器人，2、3軸為懸臂結(jié)構(gòu)，降低機(jī)器人的剛度，一般適用于負(fù)載較小的機(jī)器人，用于電弧焊、切割或噴涂。平行四邊形機(jī)器人其上臂是通過一根拉桿驅(qū)動(dòng)的。為了克服機(jī)器人焊接過程中各種不確定性因素對(duì)焊接質(zhì)量的影響，需提高機(jī)器人作業(yè)的智能化水平和工作的可靠性，要求弧焊機(jī)器人系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)空間焊縫的自動(dòng)實(shí)時(shí)跟蹤，而且還能實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)的在線檢測(cè)、調(diào)整和焊縫質(zhì)量的實(shí)時(shí)控制。拉桿與下臂組成一個(gè)平行四邊形的兩條邊。故而得名。早期開發(fā)的平行四邊形機(jī)器人工作空間比較?。ň窒抻跈C(jī)器人的前部），難以倒掛工作。但80年代后期以來開發(fā)的新型平行四邊形機(jī)器人（平行機(jī)器人），已能把工作空間擴(kuò)大到機(jī)器人的頂部、背部及底部，又沒有測(cè)置式機(jī)器人的剛度問題，從而得到普遍的重視。這種結(jié)構(gòu)不僅適合于輕型也適合于重型機(jī)器人。近年來點(diǎn)焊用機(jī)器人（負(fù)載100～150kg）大多選用平行四邊形結(jié)構(gòu)形式的機(jī)器人。