针对Q235中厚钢构件与中大直径附座优质高效自动焊接的需求,在中厚高强钢板与中大直径附座复合热源螺柱焊工艺和机器人自动焊接系统研究的基础上,提出了复合热源螺柱自动焊接解决方案,设计了机器人感应+拉弧复合热源螺柱焊接工作站系统,该工作站主要由复合热源焊接机头、六轴工业机器人、拉弧螺柱焊电源、预加热感应电源、螺柱送料机、变位机、馈电与输气系统、总控系统等构成。该工作站可以实现Q235中厚钢构件与中大直径附座的自动焊接,解决附座焊接质量差、效率低、定位不准等难题。焊接机头的设计主要包含电弧螺柱焊枪的固定、不同直径螺柱的夹取、感应加热头的夹持以及驱动其上升和下降的伺服电机。螺柱焊枪固定牢靠,可夹取任意长度、直径6-30mm的螺柱,感应加热电源可在30s内使钢板达到预热温度,伺服电机可根据焊接节拍正转反转,感应加热头升降误差小于lmm。螺柱送进机构的设计要满足不同直径螺柱的送进,且送进要具有连续性。本文在研究螺柱和陶瓷环的外形后,设计了带轴肩的螺柱,陶瓷环可随螺柱一起运动；设计了带永磁体的螺柱送料盘,非机械固定可不受螺柱直径的限制,可保证螺柱送进过程中不发生倾倒；选用棘轮结构控制螺柱的送进节拍,送进驱动执行元件为气缸,便于与系统控制核心通信。在分析大尺寸附座与中厚高强钢焊接工艺后,提出了焊接变位机的需求,独立设计了支撑托盘和重型车辆车体结构夹具,并利用ANSYS WorkBench 的 Static Structure模块进行载荷变形分析,载荷的获得办法是用SolidWorks按照1：1建立焊接工件三维模型,定义材料属性,然后进行质量分析。最终得出焊接变位机在最大载荷下,最大合变形为4mm,远超精度要求。不同焊接姿态需要重新校准,以抵消变位机变形。通过研究以上各个模块的控制特点,设计了机器人复合热源自动化解决方案的控制核心,控制核心接收NX100控制柜的OUT信号,经内部逻辑处理后控制每一个焊接模块。控制核心集成到机器人控制柜内,使设备空间布局更加合理,实用性更强。经过调试与测试,设备运转正常。基于成熟的手工电弧螺柱焊工艺参数,进行自动螺柱焊接,得出适配于机器人自动化的焊接工艺参数。最终确定该解决方案可以大幅度提高螺柱焊的生产效率,产品质量稳定,具有应用于大规模工业生产的能力。本研究的主要成果和创新点是：在原来机器人工作站的基础上对全部模块进行了重新设计,使设备使用更加方便,运行更加稳定,为复合热源螺柱焊自动化焊接提供了全套解决方案,如螺柱的送进和夹取,不再受螺柱直径和长度的限制,永磁铁的引入使送进过程不再发生倾倒；随机器人本体的布线设计使机械臂运动拥有更高的灵活性；焊接变位机的引入使全部焊点均为平焊,焊接质量稳定。除此之外,还为后期维护和再制造提供了规范性要求,使得设备的正常运行不仅仅局限在实验室。