1.焊接自动化的概念
焊接自动化是焊接结构生产自动化的核心技术，它代表着产品加工技术的发展趋势和水平。焊接自动化发展趋势如图8-34所示。可看出，是由“点”自动化（单机自动焊）和“线”自动化（焊接生产线）向“面”自动化（焊接自动生产系统）发展。
图8-34 焊接自动化发展框图
称为焊接自动化的生产系统应该包括以下基本部分：①多机器人、传输装置、变位机、检测装置等构成的加工系统；②CAD/CAM系统，包括焊接产品设计、产品工艺设计，以及加工工序、加工过程、加工质量的计算机控制；③计算机管理系统，这将分成许多层次，包括单台自动机的管理、自动线的管理、自动化车间的管理、自动化工厂的管理等，实质上是一个有机的信息收集、处理、分析、决策控制系统。
2.焊接自动化主要关键技术
焊接结构生产正从传统的单一焊接工序自动化向产品设计、工艺设计、焊接过程、检测、传输、管理等全系统自动化发展，从单台稳定焊接参数控制向多台焊接质量闭环控制和带有智能的系统自动控制发展。其主要关键技术为：
（1）带有传感器的自动控制技术①高速、高响应度、高精度的焊丝送给控制技术；②接触和非接触式的焊缝自动跟踪技术；③熔焊和焊接质量控制技术；④高适应性、高能量、高精度焊接电源控制技术；⑤能适应各种焊接接头和各种焊接空间位置的焊接参数自适应控制技术；⑥各类焊缝的在线和焊后自动检测技术。
（2）机器人技术①各类能适应各种焊接方法和各类产品的焊接机器人；②焊接机器人和变位机的联动技术；③焊接机器人高效示教、自动示数和工件定位、有偏差可自动修正技术；④多台焊接机器人协调动作技术；⑤一台焊接机器人可自动快速更换多种焊枪、焊钳技术。
（3）系统技术①CAD/CAM系统技术，能实现计算机设计产品、选择焊接工艺，并能进行机器人离线示教和自动示教；②焊接过程和焊接生产的仿真技术；③焊接生产的集成技术；④计算机生产过程分析和管理技术。
3.焊接生产的类别及特点
根据不同类型产品的数量和每种产品的重复生产数，可将焊接生产分为以下三类：
（1）单件小批生产 其主要特点是：同一产品生产数量少，产品结构经常变化，并且事先难以确定重复生产数量。这一生产类别不适合采用焊接生产线生产。
（2）中批生产 其特点为：一段时期内生产一定数量的同一产品，周期性地转换生产若干种产品，每种产品具有一定批量。这一生产类别可以在焊接生产线上生产，并应注意引进机器人，以适合多品种的柔性生产。
（3）大批量生产 其特点为：在相当长的一段时间内只生产同一种产品，生产量很大。这一生产类别在设备上可以广泛采用各种专用设备及复杂的机械化高效工艺装备和辅助器具；从生产组织上是零部件同时平行生产，流水性强，且各方工序应同步；加工设备按工艺过程排列，通常无需中间仓库；装配工作简单，零部件具有良好的互换性；工人专业化程度很高，操作是高度机械化和自动化。因此，这一生产类别适合采用焊接生产线。
焊接生产线一般工序安排及各工序所用设备如图8-35所示。
图8-35 焊接生产线主要工序及设备(www.xing528.com)
4.设计、建造焊接生产线基本出发点
由于焊接结构的多样化及生产过程的复杂性，也由于焊接生产类别的不同，焊接生产线的组成和机械化、自动化、柔性化程度也不尽相同。但是从提高生产率、降低成本、提高质量以及增强产品竞争能力出发，设计和建造焊接生产线应加强以下工作：
1）提高材料预处理与备料工序的机械化、自动化。
2）采用先进的高效焊接工艺，研制各种专用自动焊机械化和质量控制。
3）采用先进的起重输送机械，并在各工位和工位区间配置专用的区域性起重运输设备及传送带，组成立体运输网络。
4）大量使用机械化程度高的变位机、操作机、焊接夹具等工艺装备和辅助器具，以使焊缝处于最佳焊接位置（平焊或“船”形焊接位置）。
5）在必要工位设置焊接机器人及焊接机器人工作站，以提高生产线的柔性。
6）对汽车、摩托车、工程机械等的关键焊接结构（如车身等）应建设柔性装焊生产线。
5.焊接生产线设备的选用原则
焊接生产线上所用设备主要是常规设备和机器人，常规设备中虽然有些是专用设备，但多数都有定型的标准产品供应，应尽量选用。除特殊设备或装置无法采购外，应尽量减少和避免设计制造非标准设备。
由于机器人自身的特殊性使它有别于常规的自动化装置。选购时建议应遵循以下原则：
①机器人特性可达原则：负载能力<500kg，重复定位精度不大于±0.05mm。
②生产工艺匹配原则：工件一致性要好，装配误差和定位精度均不能超出要求，物流分配要均衡。
③生产柔性原则：多品种、中等批量且柔性化生产。
④最少数量原则：使用单台或数台机器人，对企业效益、人力物力等方面来看都是不经济的，因此，生产线上配置机器人往往必须达到一定的数量。
⑤复杂性原则：如果作业简单，可选用一般自动化装置；如果作业非常复杂，最好使用经特殊训练的工人；介于两者之间的作业，才可选用机器人来完成。
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