机器人焊接工作站：夹具没做好，枪走不准

2017 年四月，我们进了第一套焊接机器人。国产六轴 15 万，变位机 4 万，焊机 3 万，夹具 6 万，一共 28 万。装在一个 1.5 的 304 箱体上，800×600×400，四条角缝，每条 800 长。

买之前算过账：手工焊一件 8 分钟，机器人 5 分 20，一天两百件，省一个人半。当时的说法是 17 个月回本。装完第一个月，良率从手工的 92% 掉到 78%，回本的话没人再提。

二十八万买的是重复

机器人不会看，不会摸，不会觉得这儿的缝大了就慢一点。它只会按程序走，同一个点，同一速度，同一角度，走一万次都一样。

所以它适合两种活：一是批量大、尺寸稳；二是焊缝长、姿态单一。我们这批箱体，批量 2000 件，尺寸看着稳，其实不稳。

手工焊的时候，间隙大了，师傅手上会慢，送丝会多，电弧会压低。机器人不会，间隙 2mm 和 0.5mm，它用同一套参数，结果一边焊穿，一边没熔透。

夹具定位用外轮廓，误差会累加

第一套夹具是外协做的，定位靠两侧挡板夹外轮廓，上面两个快速夹钳压紧。看着合理，实际不行。

下料公差 ±0.5，折弯角度 ±0.5 度，两条边一夹，误差全累到焊缝上。800 长的边，累计偏差 1.2，焊枪走在坡口外 0.8，电弧吹到母材上，烧穿。

后来改夹具，先在下料时冲两个 φ8 的工艺孔，位置在折弯线内侧 30mm，孔距公差 ±0.1。夹具用两个定位销插孔，外轮廓只做辅助支撑，不定位。改完，累计偏差降到 0.3。

夹具改了 6 万里面的 2.2 万，废掉一套，重新做了一套。这笔钱不在预算里，但不改，机器人就是个摆设。

机器人不会随变形加速

薄板焊第一条缝的时候是凉的，间隙 0.5；焊到第四条，箱子整体到了 150 度，热变形把间隙撑到 1.5。手工焊这时候会加快速度、减小摆宽，机器人还是原速。

结果就是第四条缝烧穿率 30%。第一批 200 件，返工 61 件，补焊加打磨，一件 12 分钟，比手工还慢。

解决办法是把程序分三段：前 200mm 原参数，中间 400mm 电流降 5 安、速度加 8%，后 200mm 再降 5 安，中间停 0.8 秒等散热。改完烧穿率从 30% 降到 3%。

干伸长和导电嘴

手工焊的干伸长靠眼睛看，12 到 15mm，差一点没关系。机器人是示教出来的，干伸长定死 15mm，工件高了 1mm，干伸长就变 14，电流密度变，熔深变。

导电嘴原来 24 小时换一次，机器人上用 8 小时就得换。磨大的孔，焊丝在里面晃，电弧飘，焊缝偏。一个导电嘴 15 块，一天三个，一个月 1000 块，这笔钱没人算进成本。

还有焊枪角度。手工焊师傅习惯 15 度推着走，机器人的夹具设计成 10 度，差 5 度，熔池往前淌，背面成型不好看。后来把焊枪夹块的角度改成 15 度，重新示教了一遍，背面的鱼鳞才匀。

十七个月回本

稳定生产三个月以后，良率回到 95%，比手工高 3 个点。节拍 5 分 20，一个工人看两台，中间那 1 分 40 是装夹。

省的是一点五个人，一人一年七万，十万五。电费和耗材一年多花一万八。净省八万七，28 万除以 8.7 万，三年两个月。17 个月是卖设备的人算的，他没算返工和夹具。

这套设备现在还在用，做三种箱体，换型要 40 分钟。批量小于 100 件的单，我们不上机器人，手工更快。这一点，卖设备的人不会告诉你。

钨极的选择见氩弧焊的钨极，电流按板厚怎么定在氩弧焊的电流按板厚怎么定，焊后变形的校正可以看不锈钢焊接变形的校正。