焊接機器人操作編程與應(yīng)用教學(xué)

1、焊接機器人操作編程及應(yīng)用工業(yè)機器人常用術(shù)語1自由度（degree of freedom， DOF ）:物體能夠?qū)ψ鴺讼颠M行獨立運動的數(shù)目稱為自由度，對于自由剛體，具有6個自由度。通常作為機器人的技術(shù)指標，反映機器人靈活性，對于焊接機器人一般具有56個自由度 。2位姿（Pose）:指工具的位置和姿態(tài)。3末端操作器（End Effector）:位于機器人腕部末端，直接執(zhí)行工作要求的裝置，如：夾持器、焊槍、焊鉗等。4載荷（Payload）:指機器人手腕部最大負重，通常情況下弧焊機器人為520kg；點焊機器人為50200kg。5工作空間（Working Space）:機器人工作時，其腕軸交點能在空間活

2、動的范圍。6重復(fù)位姿精度（Pose Repeatability）:在同一條件下，重復(fù)N次所測得的位姿一致的程度。7軌跡重復(fù)精度（Path Repeatability）：沿同一軌跡跟隨N次，所測得的軌跡之間的一致程度。8示教再現(xiàn)（playback robot）：通過操作示教器移動機器人焊槍，按照工作順序確定焊槍姿態(tài)并存儲焊絲端部軌跡點，通過調(diào)用各種命令并設(shè)定參數(shù)，生成一個機器人焊接作業(yè)程序?！白鳂I(yè)程序”（或稱任務(wù)程序）為一組運動及輔助功能命令，通過自動運行，機器人可以重復(fù)地順序執(zhí)行一系列的焊接作業(yè)程序。圖1-1 機器人關(guān)節(jié)鏈圖1-2 關(guān)節(jié)軸及連桿參數(shù)標識示意 圖1-3 交流伺服電機的結(jié)構(gòu)1-電動

3、機 2-前端蓋 3-三相繞組線圈 4-壓板 5-定子 6-磁鋼 7-后壓板 8-動力線插頭 9-后端蓋 10-反饋插頭 11-脈沖編碼器 12-電機后蓋圖1-4 RV減速機結(jié)構(gòu)原理圖圖1-5 多關(guān)節(jié)（軸）機器人控制原理框圖 圖1-6 培訓(xùn)間的安全裝置示意防護圍欄；軸1、2和3的機械終端止擋或者軸范圍限制裝置； 防護門及具有關(guān)閉功能監(jiān)控的門觸點或光柵；緊急停止按鈕（外部）；緊急停止按鈕、確認鍵、調(diào)用連接管理器的鑰匙開關(guān)；內(nèi)置的 安全控制器；圖1-7 焊接機器人設(shè)備基本構(gòu)成-通訊電纜；-焊接電纜；-氣體減壓流量表；-焊接電源；-其他（水箱或變壓器）圖2-1 IRB1410型機器人動作區(qū)域 圖2-2

4、 ABB機器人示教器外形圖2-3 示教器面板按鈕功能圖2-4 示教器操作界面示意 圖2-5 系統(tǒng)主菜單中的功能項目圖2-6 快捷菜單上的按鈕圖2-7 各種坐標系的用途及說明表2-8 動作模式及操縱桿移動方式及說明圖2-9 機器人各軸動作方向圖2-10 圓弧運動示意圖2-11 圓弧運動程序圖2-12 焊接指令事例圖2-13 焊接起收弧程序圖2-14 曲線軌跡示教指令示意圖程序及解讀如下：PROC guanbanjian( 管板件)-程序名MoveJ g10, v1000, z50, Torch1;-P10點到P20點移動MoveJ g20, v1000, z50, Torch1;-P10點到P1

5、0點移動ArcLStart g30, v200, seam2, weld2, fine, Torch1;-焊接開始P20、P30ArcC g40,g50, v200, seam2, weld2, z10, Torch1;-中間點P40、50ArcC g60,g70, v200, seam2, weld2, z10, Torch1;-中間圓弧點P60、70ArcC g70, v200, seam2, weld2, z10, Torch1;-中間圓弧點P70ArcCEnd g80, v200, seam1, weld1, fine, Torch1;-焊接結(jié)束點P80MoveJ g90, v200,

6、 z50, Torch1;-P80點到P90點移動MoveJ g100, v200, z50, Torch1;-P90點到P100點移動MoveAbsJ jpos10NoEOffs, v1000, z0, Torch1;-回到零點Stop;ENDPROC-程序結(jié)束圖2-15 曲線軌跡示教指令示意圖程序解讀圖3-1 安川機器人示教器各鍵名稱及持握方法圖3-2示教編程器的五個顯示區(qū)圖3-3 畫面的名稱顯示圖3-4 主菜單區(qū)顯示圖3-5 控制柜的狀態(tài)顯示圖3-6 菜單的明細顯示 圖3-7 S、L、U、R、B、T 各軸運動圖示圖3-9 命令的追加操作步驟-選擇命令組圖3-9 粘貼操作步驟-選擇菜單編輯

7、圖3-10 調(diào)出前一個序號文件 圖3-11 擺焊指令的調(diào)用圖3-12 A點到B點的焊接程序表3-1 焊接指令及程序說明圖4-1 FANUC機器人手臂的基本結(jié)構(gòu)圖4-2 機器人控制器硬件構(gòu)成圖4-3 機器人示教器各鍵的名稱及功能圖4-4 示教器顯示屏位置標識圖4-5 屏幕菜單圖4-6 操作面板2位模式開關(guān) 3位模式開關(guān) 圖4-7 模式選擇開關(guān)示意 圖4-8 程序目錄畫面圖4-9 程序編輯畫面（1）圖4-10 程序目錄畫面圖4-11 運動指令在程序中的應(yīng)用圖4-12 手動執(zhí)行程序的操作圖4-13 記錄保存了的點圖4-14 盒子四周的焊接程序圖4-15 起弧參數(shù)位置圖4-16 起弧參數(shù)設(shè)置圖4-17

8、 盒子上的示教點及軌跡圖4-18 盒子上的示教點及軌跡程序圖5-1 庫卡機器人構(gòu)成控制柜 （V）KR C4；機械手（機器人本體）；手持操作和編程器（庫卡 smartPAD）圖5-2 庫卡機器人自由度圖5-3 手持編程器各部位標識用于拔下 smartPAD 的按鈕；用于調(diào)出連接管理器的鑰匙開關(guān)。只有當鑰匙插入時，方可轉(zhuǎn)動開關(guān)，可以通過連接管理器切換運行模式；緊急停止鍵。用于在危險情況下關(guān)停機器人。緊急停止鍵在被按下時將自行閉鎖；3D 鼠標。用于手動移動機器人；移動鍵。用于手動移動機器人；用于設(shè)定程序倍率的按鍵；用于設(shè)定手動倍率的按鍵；主菜單按鍵。用來在 smartHMI 上將菜單項顯示出來；工藝

9、鍵。工藝鍵主要用于設(shè)定工藝程序包中的參數(shù)。其確切的功能取決于所安裝的工藝程序包；啟動鍵。通過啟動鍵可啟動一個程序；逆向啟動鍵。用逆向啟動鍵可逆向啟動一個程序。程序?qū)⒅鸩竭\行；停止鍵。用停止鍵可暫停正運行中的程序；鍵盤按鍵。圖5-4 拉動和按壓鼠標 圖5-5 轉(zhuǎn)動或傾斜空間鼠標a.編程器位置標識 b.左手抓握方法圖5-6 庫卡編程器背面確認開關(guān)；啟動鍵 （綠色）；確認開關(guān)；USB 接口；確認開關(guān)；型號銘牌圖5-7 smartHMI操作界面圖5-8 編程器各項目欄的名稱圖5-9利用smartPAD 進行在線示教 圖5-10 KUKA 機器人上的坐標系圖5-11 EMD 校準流程圖示 EMD（電子控

10、制儀）；測量套筒；探針；測量槽；預(yù)零點標定標記圖5-12 導(dǎo)航器圖5-13 程序運行方向：向前/向后圖5-14 機器人程序的結(jié)構(gòu)圖5-15 點到點移動圖5-16 精確定位的PTP移動圖5-17 線性移動圖5-18 圓周運動圖5-19 精確定位方式抵達的目標點圖5-20 軌跡逼近點圖5-21 LIN運動的聯(lián)機表格圖5-22 CIRC運動聯(lián)機表格圖5-23 選項窗口運動參數(shù)(LIN, CIRC) 圖6-1 FD-V6機器人本體控制箱示教器圖6-2 FD11 控制裝置圖6-3 操作盒圖6-4 FD11控制裝置電源開關(guān)及操作面板圖6-5 操作面板圖6-6 示教器正面圖6-7 示教中的畫面上顯示的各類信

11、息圖6-8示教器背面圖6-9 縮小步數(shù)的示教實例(a)利用記錄狀態(tài)示教移動命令 (b)利用1個畫面示教移動命令圖6-10 操作模式A的兩種示教方法圖6-11 記錄狀態(tài)圖6-12 示教器的插補指定顯示圖6-13 記錄的步被寫入作業(yè)程序1步號。跳步時指定該步號。2設(shè)定的速度。3插補種類。顯示JOINT、LIN、C1/C2。4精度。有重疊時為A8，無重復(fù)時為A1。指定了定位時，附加“P”。5工具編號。圖6-14 顯示常用命令畫面圖6-15 關(guān)節(jié)插補（JOINT）時的情況圖6-16 示教焊接程序步驟圖6-17 記錄弧焊開始命令圖6-18 記錄弧焊開始命令后的步驟顯示含義圖6-19 弧焊結(jié)束命令（AE）示教例圖6-20 記錄焊接結(jié)束位置圖6-21 焊接擺動作業(yè)程序例圖6-22 固定型橫擺運槍條件的設(shè)定畫面顯示圖6-23 記錄固定方式焊槍擺動開始命令（WFP）圖6-24 示教焊槍擺動結(jié)束命令表6-25 機器人的手動操作或自動運行模式公共練習題公共練習題題圖1 示教點示意圖公共練習題公共練習題P0P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11P12P13題圖2 示教軌跡