为了提高汽车排气系统消声器的质量和生产效率,同时延长汽车使用寿命,保证消声器焊接质量尤为重要。自动化焊接设备正是提高消声器焊接质量,降低生产成本的关键。本文研究的是汽车排气系统中消声器前消总成的自动化焊接系统设计,是汽车排气系统焊接的重要一环。针对国内汽车消声器生产现状,考虑经济实用性,开发了一套由弧焊机器人和卧式环缝焊接专机组成的消声器机器人焊接集成系统。在分析了消声器前消总成的结构之后,基于模块化、系列化、标准化原则,设计了由六套夹具模块组成的三个夹具平台。夹具平台的设计原则是夹具和夹具梁整体更换。六套夹具的设计原则是基于焊接夹具的柔性化设计的夹具梁和电磁阀端子等不更换,只快速更换安装在夹具梁上的夹具。整个机器人焊接集成系统的三维设计过程体现了柔性装焊的思想。原机器人控制柜在控制机器人本体姿态的同时,还要控制变位机、安全传感器、工装夹具和焊接模块等,并协调焊接作业时的动作,避免干涉,出现了严重耦合。本文对控制系统重新规划,增加PLC控制柜,来控制变位机、安全传感器、工装夹具等。而原机器人控制柜则保留控制剩下部分。采用PROFIBUS-DP现场总线作为焊接现场单元通信总线,实现两个控制柜系统的协同控制。最后,研究了采用开发的机器人焊接集成系统焊接的消声器工艺特点。采用正交实验设计的方法,对消声器前消总成中催化器总成的焊接工艺参数进行优化,选择了焊接残余应力作为评价指标,再采用有限元模拟软件Marc,对工件在最优工艺参数下焊接产生的残余应力进行数值模拟,得到了焊接残余应力分布情况。对消声器焊接工艺优化研究提供了参考。