焊接是高速列车制造过程中和基本的工艺方法。随着列车高速化和轻量化， 各部件的服役环境恶化， 对车体和转向架的焊接技术提出了更高的要求。采用焊接机器人工作站或自动焊接专机是提高和稳定焊接质量的重要途径， 而且随着劳动力成本的提高， 机器人焊接的成本优势越来越明显。为了克服机器人焊接过程中各种不确定性因素对焊接质量的影响，需提高机器人作业的智能化水平和工作的可靠性，要求弧焊机器人系统不仅能实现空间焊缝的自动实时跟踪，而且还能实现焊接参数的在线检测、调整和焊缝质量的实时控制。
《智能制造科技发展 “十二五” 专项规划》 指出：“中国已是世界第二大经济体和制造业大国， 但自主创新能力薄弱、 ***装备贸易逆差严重、 装备与智能装备严重依赖进口， 严重制约我国制造产业健康发展。而智能制造技术是世界制造业未来发展的重要方向之一” 。近年来， 我国高速铁路和高速列车发展迅猛， 获得了一系列具有自主知识产权的重大科技成果。但是， 我国高速列车制造过程与国外高速列车生产现状还有一定差距， 行业中的装备和智能装备依赖进口。走智能制造的道路也是我国未来高速列车制造业发展的趋势。利用激光传感器的三维信息获取能力，可以对焊后的焊缝成形质量和缺陷进行检验，发现成形不良、咬边等缺陷。
智能制造终目标是实现 “设计过程、 制造过程和制造装备智能化”， 包括产品设计中的数字化，制造过程中的传感信息化和网络化， 制造装备的数字化和智能化。其中， 制造装备的智能化是实现整体制造智能化的前提和基础。在所有的智能化制造装备中， 机器人无疑是柔性制造自动化的集中体现。而在高速列车的生产中， 焊接又占据了相当大的比重， 焊接机器人必然在高速列车智能制造中发挥重要作用。本文在分析焊接机器人的发展现状基础上，给出其在高速列车制造行业中的应用前景。欧系中主要有德国的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的COMAU及奥地利的IGM公司。
焊接机器人研究和应用现状
机器人技术是综合了计算机、 控制论、 机构学信息和传感技术、 人工智能、 仿生学等多学科而形成的高新技术， 是当代研究十分活跃的领域。近十几年来， 随着相关领域技术快速发展， 机器人技术也得到了飞速发展。为了更好地完成焊接任务， 机器人生产厂商在机器人本体上做了相应的调整。机器人所采用材料开始转向铝、 不锈钢、 高强钢， 所使用的板材也越来越薄。使用材料的变化在保证刚度的前提下， 减少了机器人自身的质量， 降低了成本。目前市场上机器人的售价越来越低， 性价比越来越高， 各个机器人厂商纷纷推出了 11~13 万的经济型弧焊机器人。进入2000年以后，我国国民经济显著增长，国力明显增强，钢产量大幅提高，在建筑中提出了“积极、合理地用钢”，从此甩掉了“限制用钢”的束缚，钢结构建筑在经济发达地区逐渐增多。
电子束焊是利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的方法。
电子束焊接因具有不用焊条、不易氧化、工艺重复性好及热变形量小的优点而广泛应用于航空航天、原子能、及、汽车和电气电工仪表等众多行业。
▲电子束焊接原理
电子束焊接工作原理
电子从电子枪中的发射体（阴极）逸出，在加速电压作用下，电子被加速至光速的0.3～0.7倍，具有一定的动能。再经电子枪中静电透镜和电磁透镜的作用，会聚成功率密度很高的电子束流。这种电子束流撞击工件表面，电子动能转变为热能而使金属迅速熔化和蒸发。在高压金属蒸气作用下，工件表面被迅速“钻”出一个小孔，也称之为“匙孔”，随着电子束与工件的相对移动，液态金属沿小孔周围流向熔池后部，并冷却凝固形成焊缝。对于智能机器人，还应配有传感系统，如激光或摄像传感器及其控制装置等。
