在机械设备制造过程中,焊接作为一种永久的材料连接方法,是不可或缺的关键技术,为了得到高品质的焊接接头,不但要求有先进的焊接工艺,也对焊接设备的自动化程度、精度和系统稳定性提出了更高的要求。本文针对设备所使用到的一种铝合金锥形底工件,分析了其结构、材质和焊接要求,研制了适用于该系列工件的自动化焊接系统。从适合铝合金焊接的多种方式中,综合考虑了各种方法的焊接质量、效率、成本等因素,最终确定采用钨极氩弧焊(TIG焊)。其中手工TIG焊接有诸多缺陷,例如对操作员要求较高、质量难以保证、工作效率低、劳动强度大、无法运用于高精度等特种工件,这使得手工焊接在高要求的设备焊接中没有优势,因此本文采用机器人焊接的方法,克服了手工TIG焊的以上缺点；为了充分发挥机器人的功效、增加系统柔性,同时为了使焊缝始终处于平焊位置,设计时引入了焊接变位机。变位机可以使工件上的接缝处于理想的平焊位置进行焊接,是提高焊接效率和质量的有效方法。另一方面,由于在焊接过程中,工件尺寸变化、装配误差和热变形等原因会引起焊缝轨迹的变化,易导致焊接缺陷,是自动焊接中引起焊接失败的最重要的因素之一,因此焊接跟踪技术的研究就是根据焊接条件的变换要求焊接机器人能够实时监测出焊缝的偏差,并重新调整好焊接轨迹,引入机器人焊接跟踪系统尤为重要。本文设计的高精度自动化焊接专机主要用于锥形底上的环缝和纵缝焊接,由机器人焊接系统、高精度变位机系统和激光跟踪系统组成。以西门子S7-300型PLC、西门子S120伺服驱动器、西门子伺服电机和ABB IRB-4600机器人设计了该专机的控制系统硬件和软件；通过西门子触摸屏完成对精密变位机的控制、状态显示和报警。本文通过使机器人与变位机互相配合,以及激光跟踪系统对焊缝的实时修正,实现了锥形底的高品质焊接。