機器人自動焊焊接是通過加熱熔融（有時輔以壓力）將兩塊金屬或熱塑材料連接在一起，使兩者之間達到原子結合的制造方法，它在工業(yè)生產(chǎn)中具有極其廣泛應用，被稱為工業(yè)制造的“裁縫”，機器人自動焊廣泛應用于汽車零部件、貨架、家具廠，挖斗、能源動力、機械制造等行業(yè)中。
隨著焊接技術發(fā)展，機器人自動焊焊接產(chǎn)品中以往存在的諸如毛刺、機器人自動焊夾渣等外觀缺陷越來越不能為人們所接受，而焊接疏松、氣孔、裂紋等制造缺陷因為存在潛在的安全隱患也被更多的關注，解決這些制造問題，其根本是防止生產(chǎn)者勞動過程中的操作不當。然而由于焊接工人的技術水平、心態(tài)情緒、機器人自動焊生產(chǎn)責任等因素均因人而異，在人工操作的基礎上解決上述問題的成本極高。另一方面，大量制造企業(yè)操作工人稀缺，焊接作為一種工作環(huán)境惡劣，對人體損傷大的工種，愿意從事的人很少，嫻熟的焊接工人更加以稀為貴。舉例來說：經(jīng)過對大批制造企業(yè)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大量80后、90后勞動者對單調(diào)、枯燥、環(huán)境惡劣的焊接工作表現(xiàn)排斥態(tài)度，盡管焊接工作平均薪水高于電子產(chǎn)品制造企業(yè)27%以上——可見薪酬已經(jīng)不是造成焊接工人匱乏的唯一原因。
目前在工廠車間中由于勞動力短缺、人工操作的不穩(wěn)定等原因，機器人自動焊工作站已經(jīng)成為大量制造業(yè)的經(jīng)濟之選。從成本角度來考慮：機器人自動焊是一種對技術要求較高的加工方式，目前在工廠一線上勞動者工資很容易達到4000元／月，市場一臺機器人自動焊均價咋15萬元左右，其勞動效率可以頂替三個工人，如此算下來人力成本與機器人自動焊使用成本相差無幾，再考慮到機器人自動焊的使用壽命至少3—5年，成本優(yōu)勢更顯著。經(jīng)濟上的可行性由以下兩個方面構成：一是機器人自動焊使用成本的降低與勞動者工資的上升形成“此消彼長”的局勢，在五年前一臺機器人自動焊價格在50萬元以上，現(xiàn)在則降到15萬元不到；與此同時，制造業(yè)工人工資每年以10%—20%的速度遞增。第二個方面是機器人自動焊的持久性遠優(yōu)于工人，也不會有人類的情緒波動，其生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性更高。調(diào)查應用數(shù)據(jù)顯示，將機器人自動焊引入汽車白車身焊接工藝流程后，車身焊接優(yōu)良率從87%提升到93%。
上述原因使機器人自動焊工作站取代人工焊接成為主流。研究發(fā)現(xiàn)，目前的機器人自動焊工作站面向的焊接對象要么是單一焊接參數(shù)，固定焊縫布置，固定型號任務的大批量零件；要么是產(chǎn)品任務經(jīng)常改變，需要針對不同任務采取不同的工裝，使用不同的焊接參數(shù)，而且因為焊縫布置不同因此機器人自動焊運行程序也不同；第三類則是焊縫極長，焊接條件復雜，需要有針對性的開發(fā)專用的自動焊接流動站，典型的如造船業(yè)中的船體焊接。調(diào)查發(fā)現(xiàn)目前的焊接自動化應用中，有一種需求被關注的相對偏少，即針對同一產(chǎn)品系列，而在系列產(chǎn)品間某個方向或某兩個方向的尺寸有所變化的任務。這種焊接自動化的需求在工裝上不能像固定焊接任務工作站那樣采用固定工裝模式也不需要像小批量焊接任務那樣必須采用靈活廣泛適用的焊接工裝，而對于每個焊接任務設計專用工作站也是不切實際的。
機器人自動焊布置方式分為生產(chǎn)線方式和工作站布置方式，具體表現(xiàn)有剛性自動化工作單元、剛性自動化生產(chǎn)線、柔性制造單元、柔性自動化生產(chǎn)線，其中剛性自動化工作單元處于加工自動化的底層，針對加工任務更換時需要大量調(diào)整工作，而且加工質(zhì)量也很難保證。剛性機器人自動焊生產(chǎn)線主要面向少品種大批量產(chǎn)品生產(chǎn)，投資較大，調(diào)整周期也很長。柔性焊接制造單元是以自動化焊接執(zhí)行裝置如焊接機器人為工作核心，由計算機實現(xiàn)數(shù)字化控制、采用工件柔性裝夾技術的焊接制造系統(tǒng)。柔性自動化生產(chǎn)線一般由多個柔性焊接制造單元構成加工節(jié)點，由自動化物料流通存儲系統(tǒng)實現(xiàn)物流自動化，多級計算機組成控制及管理系統(tǒng)。柔性自動化生產(chǎn)線的加工質(zhì)量可靠、效率高、容易與ERP系統(tǒng)及工藝管理系統(tǒng)組成上級自動化制造系統(tǒng)，但是該種生產(chǎn)線投資額度較大。
自動化焊接工作站屬于柔性制造單元的一種，自動化程度雖然略低于柔性焊接生產(chǎn)線，但是投資卻少得多，而經(jīng)濟效益接近因此在生產(chǎn)中應用也很廣泛。
機器人自動焊工作站一般由機械、電氣、焊接三大部分模塊組成，是綜合利用現(xiàn)代機器人自動焊技術、柔性工裝技術、智能焊接電源技術、傳感技術，用于高效高質(zhì)自動完成焊接操作的機電液氣一體化產(chǎn)品。隨著人口紅利逐年降低，我國制造業(yè)面臨升級轉型的艱巨課題，自動化技術受到越來越多的重視，在這樣的背景下，焊接自動化工作站受到以汽車制造企業(yè)為代表的廣大企業(yè)的歡迎。一個典型的焊接工作站一般具有以下幾個基本的模塊：
工裝夾具，包括焊接工裝平臺、定位裝夾工具、感知裝夾情況的傳感系統(tǒng)。將待焊部件依照工藝需求定位裝配夾緊，并通知執(zhí)行部分準備就緒。
焊接操作，該部分主要為工業(yè)機器人，起到的作用是攜持焊槍形成焊接軌跡。除機器人自動焊外焊槍、焊機、繞片機及送片機也是焊接操作完成必不可少的設備。
變位機或外部軸，在焊縫分布比較復雜或者工件體量較大情形下，工作站會配有焊接變位機配合焊接操作機器人動作或者機器人移載平臺實現(xiàn)多工位轉換。
工作站控制系統(tǒng)，主要包括焊接參數(shù)控制模塊、機器人控制器模塊、實現(xiàn)工位轉換的機器人自動焊移載模塊或外部軸控制器、傳遞信號和加工信息的傳感器、電磁閥系統(tǒng)以及工作站整體協(xié)調(diào)控制模塊等等
安全防護系統(tǒng)，焊接時容易產(chǎn)生焊渣、飛濺等現(xiàn)象，不僅會造成氣缸或者定位元件的損傷還有可能對操作人員產(chǎn)生傷害，因此近年受到越來越多的重視。傳統(tǒng)防護裝置一般是防護圍欄或氧化鈷有機玻璃罩，但是這些裝置降低了焊接過程的可視性。近期一種采用紅外傳感器技術的光柵防護欄可以通過安全光幕檢測工作過程中的異物進入，不過成本昂貴。
機器人自動焊工作站始終是焊接領域研究的熱點，隨著計算機技術、傳感技術的不斷進步，機器人自動焊技術也在飛速發(fā)展。幾乎在所有焊接領域都能看到它的應用，機器人自動焊使焊接效率得到了很大提高，焊接產(chǎn)品的質(zhì)量有了堅實的保證，已經(jīng)逐步取代人工焊接乃至終實現(xiàn)全焊接流程的操作無人化。近年來，國內(nèi)外焊接行業(yè)對于自動化焊接工作站的研究主要集中在柔性焊接工裝、工作站先進控制、工作站先進設計技術、機器人自動焊軌跡規(guī)劃、焊縫識別與跟蹤等關鍵技術。
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