该成果核心是打造 “焊接作业 + 自动清洁” 一体化白车身焊接机器人，硬件结构与功能设计聚焦汽车制造实用性：①主体作业结构：包括基座、机器人关节臂与焊接头，关节臂安装于基座，焊接头设于关节臂末端，基座上部集成送丝机，通过送丝管与焊接头连通，保障焊丝稳定输送；②核心创新清洁模块：在焊接头处设计内刮环与外刮环，内刮环适配导电嘴内壁，可刮除残留焊丝残渣，外刮环贴合焊接头喷嘴外表面，能清除焊接飞溅物与焊渣；③焊接环境保障：通过清洁模块实时去除堵塞物，确保保护气体（如氩气）顺利流通，维持焊接区域惰性环境，避免杂质影响焊接熔池稳定性。

本项目研发的用于白车身焊接的智能机器人，通过三大创新突破上述痛点：一是首创 “内 + 外双刮环同步清洁” 技术，区别于传统无清洁功能或单一外清洁设计，内刮环可深入导电嘴内壁清除焊丝残渣，外刮环覆盖喷嘴外表面去除飞溅物，清洁覆盖率达 100%，保护气体流通效率提升 35%，从源头避免焊接环境氧化问题，焊点合格率提升 7 个百分点；二是 “实时在线清洁” 机制，清洁模块与焊接作业联动，可在焊接间隙（如工位切换时）自动完成清洁，无需停机拆解，单次清洁时间缩短至 30 秒，较人工清洁效率提升 40 倍，生产线停机率降低 95%；三是 “磨损防护延长寿命”，通过内刮环及时去除导电嘴内壁残渣，焊丝输送摩擦系数降低 50%，焊接头正常使用周期延长 67%（从 300 小时至 500 小时），单台机器人年维护成本降低 4 万元，同时减少配件更换频率，降低生产线物料库存压力。

本项目研制的用于白车身焊接的智能机器人，核心定位为 “汽车白车身自动化焊接装备”，可广泛应用于汽车整车厂、汽车零部件厂的白车身焊接场景，具体覆盖以下核心方向： 一是汽车整车厂白车身焊接，可作为主线焊接装备，用于轿车、SUV、MPV 等车型的白车身框架焊接，涵盖车顶与侧围连接、底盘与立柱焊接等关键工位。例如在吉林某轿车整车厂试点中，该机器人用于白车身侧围焊接，清洁模块实时去除积渣，保护气体稳定供应，焊接后侧围焊点拉力强度达标率从 92% 提升至 99%，生产线因焊接头维护的停机时间从每日 1.5 小时缩短至 0.5 小时，日产能提升 8%；同时适配多车型柔性生产，更换车型时仅需调整焊接路径参数，清洁模块无需额外调试，切换效率提升 30%。 二是汽车零部件厂焊接，可用于白车身关键部件（如车门总成、发动机舱盖）的焊接，尤其适配高强度钢、铝合金等材质的焊接需求。例如在某铝合金白车身部件厂试点中，铝合金焊接对保护气体环境要求更高，传统机器人因喷嘴堵塞易导致焊接区域氧化，部件报废率达 8%，该机器人通过清洁模块保障保护气体流通，报废率降至 1%，同时导电嘴磨损减缓，单台机器人年维护成本节约 4.2 万元；在高强度钢焊接中，清洁后的焊接头可精准控制电流密度，焊点疲劳强度提升 15%，符合汽车碰撞安全标准。 三是改装车与特种车辆焊接延伸，可拓展至房车、商用车等车型的白车身焊接，这类车型白车身结构更复杂，焊接点位多，传统机器人清洁不及时易出现质量问题，该机器人的清洁模块可保障多点位焊接一致性，预计 3 年内可覆盖国内 15% 以上汽车白车身焊接机器人市场，尤其在东北、华东等汽车产业聚集区具备广阔推广空间。 随着我国汽车年产量超 3000 万辆，白车身焊接机器人市场规模超 50 亿元，该技术可替代传统焊接机器人清洁维护方案，按单台机器人年降低维护成本 4 万元计，年潜在经济效益超 20 亿元，同时提升焊接质量稳定性，助力汽车制造向 “高品质、低能耗” 转型。

1. 刘冰（核心发明人，吉林交通职业技术学院）：汽车制造与装配技术专业教授，长期深耕汽车自动化装备研发，主导本成果整体技术路线设计，提出 “双刮环清洁 + 焊接环境保障” 核心思路，曾主持吉林省汽车产业专项课题（聚焦白车身焊接质量提升），拥有 3 项汽车装备领域专利，在技术研发中负责需求分析与装备功能定义，结合汽车厂实际生产痛点优化清洁模块设计，是成果创新的领军者。2. 李林潇、刘婷婷（机械结构研发组，吉林交通职业技术学院）：李林潇专注于焊接头清洁模块设计，攻克 “内刮环与导电嘴适配性” 技术难点，通过多次迭代确定刮环材质（耐磨尼龙 + 金属涂层）与结构尺寸，确保清洁效果的同时避免刮伤导电嘴；刘婷婷负责机器人关节臂与送丝系统集成，优化送丝管走向与固定方式，减少焊丝输送阻力，使送丝稳定性提升 20%，二人共同保障装备机械结构的实用性与可靠性。

为了研发该成果，吉林交通职业技术学院在 2024 年 2 月 - 2025 年 6 月期间累计投入经费 420 万元，主要用于核心技术研发（清洁模块设计 180 万元、焊接系统集成 120 万元）、场景测试与优化（汽车厂试点 120 万元），其中吉林省教育厅职业教育专项补贴 150 万元，院校自筹 270 万元。目前该机器人已在吉林省内 3 家汽车零部件厂试点应用，累计完成白车身焊接超 1000 台套，试点反馈显示，企业焊接头维护成本降低 40%，生产线停机时间减少 67%，白车身焊接质量投诉率从 8% 降至 1%，初步实现技术价值与产业需求的匹配。 针对产业化落地，尚需投入 280 万元研发经费（2025-2026 年），主要用于三方面：一是批量生产优化，如设计清洁模块标准化模具，降低刮环制造成本，预计投入 100 万元，可将单台机器人生产成本从 18 万元降至 15 万元；二是功能拓展，开发清洁模块磨损预警功能（通过传感器监测刮环厚度），预计投入 80 万元，减少突发维护需求；三是教学资源配套，开发机器人操作与维护培训课程，预计投入 100 万元，为企业输送专业技术人才，计划 8 个月内完成技术迭代。 成果在推动科学技术进步方面，突破了 “白车身焊接机器人清洁维护难” 的技术瓶颈，提出的 “在线同步清洁” 设计思路，为汽车焊接装备研发提供了新范式，相关技术可推动《汽车白车身焊接机器人技术要求》行业标准的制定，提升我国汽车制造装备的自主创新能力；在保障产业发展方面，该机器人可带动上游耐磨材料、高精度传感器等产业链发展，同时提升汽车白车身焊接质量，助力我国汽车制造从 “规模型” 向 “质量型” 转型，预计 3 年内带动相关产业链增收 5 亿元；在教育与人才培养方面，成果纳入院校教学实训，可年培养 200 名具备智能焊接机器人操作能力的技术人才，缓解汽车制造行业技能人才短缺问题（我国汽车焊接技术人才缺口超 10 万人），契合 “制造强国”“职业教育改革” 国家战略，具备显著的科学价值、经济价值与社会价值。

1. 装备销售与定制化服务：面向汽车整车厂、汽车零部件厂销售标准化白车身焊接智能机器人，单台售价 20-25 万元（含基础焊接与清洁功能）；同时提供定制化服务，如根据车型白车身尺寸调整机器人关节臂量程、根据焊接材质（铝合金 / 高强度钢）优化清洁模块刮环硬度，单台定制费用增加 3-5 万元；为存量传统焊接机器人提供清洁模块升级服务，单台升级费用 8-10 万元，无需更换整机，降低企业改造成本。 2. 技术许可与联合生产：向汽车焊接装备制造商许可核心技术（如 “双刮环清洁模块设计”“清洁 - 焊接联动控制逻辑”），按产品产量收取提成，单台许可费 1.5-2 万元；与具备汽车装备量产能力的企业联合生产，吉林交通职业技术学院提供技术方案与质量标准，企业负责生产线建设与全国市场推广，按产品销售额的 15%-18% 收取技术收益分成，优先对接年产能超 500 台的焊接装备企业，快速覆盖东北、华东、华中汽车产业聚集区。 3. 教学与培训合作：与职业院校、汽车制造企业联合开展 “智能焊接机器人技术培训”，院校提供实训装备与课程体系，企业提供实习岗位，面向汽车厂技术工人开展操作与维护培训，每期培训费用 5000 元 / 人；同时向职业院校销售教学版机器人（简化部分生产功能，保留核心清洁与焊接模块），单台售价 12 万元，助力职业教育 “产教融合”，培养适配产业需求的技能人才。 4. 资金与资源需求：产业化阶段需引入 600 万元合作资金，用于三方面：一是生产线建设（投入 350 万元，建设年产 300 台的标准化生产线，重点生产清洁模块与焊接头配件）；二是市场推广（投入 150 万元，参加汽车制造装备展会、对接国内主流汽车集团）；三是技术储备（投入 100 万元，研发适配新能源汽车轻量化白车身的焊接技术）；优先对接具备汽车行业资源（如整车厂供应链渠道）、装备制造能力或职业教育合作经验的合作方，要求合作方具备 400 万元以上资金实力与 3 年以上汽车装备或制造行业经验。