王晨，李卓，王秀峰，陶俊池，谈述龙
中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东青岛，266111
摘要：转向架是动车组车辆的关键部件，而转向架的主体骨架是焊接构架，因此，焊接构架质量就显得尤为重要。本文浅显地阐述了动车组构架作用，焊接机器人的简述，并且简单介绍焊接机器人在转向架焊接中的应用性。希望能够对专业工作人员有所帮助，保障动车组的安全运行。
关键词：转向架、构架、焊接、机器人；
1.引言
近年来，随着国家铁路建设的发展，高速动车组作为高速铁路网的重要组成部分，是人们出行的主要工具之一。而转向架是高速动车组的重要组成部分，是保障高速动车组能够正常运行的关键，焊接构架作为转向架的基本骨架，是转向架其他零部件的安装基础，所以焊接构架的产品质量和生产效率都需得到全面保障。焊接机器人的应用可以有效保证产品的质量，同时，与手工工作相比，焊接机器人可以显着提高生产效率，大大改善工作环境。
2.动车组构架简介
构架相当于转向架的龙骨，其它的零部件都需要安装在构架上。转向架各个部分以及各方向的力都通过构架进行传递。动车组构架结构为H型构架，由左右两个侧梁和两个横梁焊接组合而成。具体结构见图1。
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图1 构架结构示意图
3.焊接机器人简介
3.1 焊接机器人的概念及其发展应用
机器人是一种集微电子学，现代力学，自动控制技术，人工智能等诸多领域技术为一体的先进技术。焊接机器人则是在这一技术下衍生出的一种专门用于从事焊接工作的工业机器人。焊接机器人主要应用于组装焊接线的机械化要求程度高，组装焊接生产的产品通常属于较大的产品类型。像在整车制造企业一样，使用焊接机械手，生产效率高，可以帮助企业增加总产量，扩大产品在市场中的市场份额。它也显示了焊接机械手的优点。
3.2 焊接机器人的结构组成
本文选用国内某大型动车组制造企业所用的IGM-K6焊接机器人为例进行介绍。IGM-K6焊接机器人是六轴关节机器人，每个关节轴的旋转由各自伺服电机通过减速器、同步带轮等驱动。IGM-K6焊接机器人有六个自由度，即六自由度机器人，主轴是为了保证执行器末端可达三维空间中的任意坐标；次轴用来实现末端执行器任意空间姿态的轴。六个关节轴即旋转(S轴)，下臂(L轴)、上臂(U轴)、手腕旋转(R轴)、手腕摆动(B轴)和手腕回转(T轴)运动合成从而实现末端的六 自由度动作。IGM-K6焊接机器人结构如图2所示。
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图2 IGM-K6焊接机器人结构
4.动车组焊接构架工序
动车组焊接构架整体工艺流程按照结构可划分为侧梁工序、横梁工序和构架工序。侧梁工序负责将立板、上盖板、下盖板、加强筋板及各座组装焊接在一起成为一根侧梁。横梁工序负责将两根无缝横梁钢管与纵向辅助梁、电机吊座、齿轮箱吊座等焊接结构件组装焊接成一体。构架工序是将焊接完成的侧梁与横梁组装焊接在一起，组装焊接其他结构附件，退火热处理去除焊接残余应力，进行压力试验检测气密性。
5.焊接机器人工艺性分析
以侧梁为例介绍焊接机器人工艺性分析。侧梁工艺流程为：内筋组装—内筋焊接—扣合—外体焊接—各座组装—各座焊磨—探伤焊修—划线调修。按侧梁独特性分析，侧梁内筋焊缝与外体焊缝为长直焊缝，焊接接头形式为普通角接接头与单边V型坡口角接，焊缝层道分布均为多层多道焊接。因为焊接接头处极易产生缺陷，为保证焊接质量，此类直长焊缝，要求焊接操作人员一次焊接完成，避免中间过程停顿出现焊接接头，影响焊接质量。此类焊缝人员作业强度较大，焊接质量不易保证，人工作业强度较大，所以采用焊接机器人进行焊接。侧梁由于为箱型结构，箱体内部存在6块加强筋板，梁体整体焊缝全部要进行焊接。为避免立板焊接变形，应当使用侧梁焊接专用夹具对侧梁装夹，应用拉紧工装对立板上加强筋板之间的位置进行拉紧，由焊接机器人进行整体焊接。
6.结 语
目前，动车组转向架的整体生产具有质量高，型式多，周期短等特点，利用焊接机器人，采用自动化焊接方法，一方面必须大大提高转向架焊接构架的生产效率，同时更能保证产品质量的稳定。中国焊接生产的自动化水平还有很长的路要走，工业焊接技术的自动化创新是我国焊接行业发展的必然趋势。只有这样，我们才能在二十一世纪的世界市场激烈的国际竞争中站稳脚跟，更好的谱写中国高铁事业的壮丽篇章。
参考文献：
[1]于超,赵鹤,林兴君,郭兆斌.焊接机器人在城轨车辆制造中的应用.建筑设计及理论,2019-07.
[2]欧文俊.焊接机器人在机车构架生产中的应用.文化科学,2019-11.