本文以汽车保险杠类为研究对象,针对具有长焊缝特征的铝合金结构件焊接中存在的问题,研发了基于焊接机器人的专用焊接工作站方案。首先,根据加工工件的尺寸要求和焊接特性进行了焊接工艺分析和工作站布局规划,设计了包含焊接机器人、CMT焊接电源以及外部轴的自动焊接工作站,以提高焊接效率。通过双工作站,及双机器人焊接的设计,生产节拍为130s/件,满足产量要求。其次,根据吸能盒部件和保险杠总成的特点分析了定位和夹紧侧策略,设计出了专用工装。根据机器人的本体得到了机器人的D-H参数,建立了机器人的参数化模型并进行了焊接轨迹仿真和碰撞检测,改进了工装设计和变位机设计。第三,根据保险杠主横梁具有长焊缝的特点,进行了焊接温度场和应变场的仿真。根据仿真分析的结果,确定了长焊缝在自然状态下的热量传到模型。为了加强散热,减少焊接变形和热应力,采用不锈钢作为仿形合模模具的材质,并设置水冷通道,进一步加快热交换的速率。设计了专用合模水冷工装和用于工位切换的滑台,以提高焊接精度。最后开发了该焊接工作站和相关工装并应用于实际的保险杠焊接加工。