焊接机器人示教

工业机器人技术及应用—焊接机器人及其操作应用主编：兰虎焊接作业姿态工具中心点设定7.3焊接机器人的作业示教7.3.1点焊作业点焊是最广为人知的电阻焊接工艺，通常用于板材焊接。焊接限于一个或几个点上，将工件互相重叠。TCP点确定：对点焊机器人而言，其一般设在焊钳开口的中点处，且要求焊钳两电极垂直于被焊工件表面。7.3焊接机器人的作业示教以下图工件焊接为例，采用在线示教方式为机器人输入两块薄板（板厚2mm）的点焊作业程序。此程序由编号1至5的5个程序点组成。本例中使用的焊钳为气动焊钳，通过气缸来实现焊钳的大开、小开和闭合三种动作。点焊机器人运动轨迹7.3焊接机器人的作业示教7.3.1点焊作业程序点说明程序点说明焊钳动作程序点1机器人原点程序点2作业临近点大开→小开程序点3点焊作业点小开→闭合程序点4作业临近点闭合→小开程序点5机器人原点小开→大开示教前的准备再现施焊新建一个程序运行确认（跟踪）设定焊接条件登录程序点1登录程序点2登录程序点5登录程序点3登录程序点4点焊机器人作业示教流程7.3焊接机器人的作业示教（1）示教前的准备1）件表面清理。2）工件装夹。3）安全确认。4）机器人原点确认。（2）新建作业程序点按示教器的相关菜单或按钮，新建一个作业程序“Spot_sheet”。（3）程序点的登录手动操纵机器人分别移动到程序点1至程序点5位置。处于待机位置的程序点1和程序点5，要处于与工件、夹具互不干涉的位置。另外，机器人末端工具在各程序点间移动时，也要处于与工件、夹具互不干涉的位置。7.3焊接机器人的作业示教点焊作业示教程序点示教方法①按第3章手动操纵机器人要领移动机器人到原点。程序点1②将程序点属性设定为“空走点”，插补方式选“PTP”。（机器人原点）③确认保存程序点1为机器人原点。①手动操纵机器人移动到作业临近点，调整焊钳姿态。程序点2②将程序点属性设定为“空走点”，插补方式选“PTP”。（作业临近点）③确认保存程序点2为作业临近点。①保持焊钳姿态不变，手动操纵机器人移动到点焊作业点。②将程序点属性设定为“作业点/焊接点”，插补方式选“PTP”。程序点3③确认保存程序点3为作业开始点。（点焊作业点）④如有需要，手动插入点焊作业命令。7.3焊接机器人的作业示教点焊作业示教程序点示教方法①手动操纵机器人移动到作业临近点。程序点4②将程序点属性设定为“空走点”，插补方式选“PTP”。（作业临近点）③确认保存程序点4为作业临近点。①手动操纵机器人要领移动机器人到原点。程序点5②将程序点属性设定为“空走点”，插补方式选“PTP”。（机器人原点）③确认保存程序点5为机器人原点。7.3焊接机器人的作业示教对于程序点4和程序点5的示教，利用便利的文件编辑功能（逆序粘贴），可快速完成前行路线的拷贝。提示（4）设定作业条件设定焊钳条件焊钳条件的设定主要包括焊钳号、焊钳类型、焊钳状态等。设定焊接条件点焊时的焊接电源和焊接时间，需在焊机上设定。点焊作业条件设定大电流-短时间小电流–长时间板厚时间（周时间（周电流（mm）压力（kgf）电流（A）压力（kgf）期）期）（A）1022588001.03675560020470130002.064150800032820174003.0105260100007.3焊接机器人的作业示教（5）检查试运行为确认示教的轨迹，需测试运行（跟踪）一下程序。跟踪时，因不执行具体作业命令，所以能进行空运行。1）打开要测试的程序文件。2）移动光标至期望跟踪程序点所在命令行。3）持续按住示教器上的有关【跟踪功能键】，实现机器人的单步或连续运转。（6）再现施焊轨迹经测试无误后，将【模式旋钮】对准“再现/自动”位置，开始进行实际焊接。在确认机器人的运行范围内没有其他人员或障碍物后，接通保护气体，采用手动或自动方式实现自动点焊作业。1）开要再现的作业程序，并移动光标到程序开头。2）切换【模式旋钮】至“再现/自动”状态。3）按示教器上的【伺服ON按钮】，接通伺服电源。4）按【启动按钮】，机器人开始运行。7.3焊接机器人的作业示教7.3.2熔焊作业熔焊，又叫熔化焊，是在不施加压力的情况下，将待焊处的母材加热熔化，外加（或不加）填充材料，以形成焊缝的一种最常见的焊接方法。目前，工业机器人四巨头都有相应的机器人产品,这些专业软件提供功能强大的弧焊指令，且都相应的商业化应用软件，ABB的RobotWare-Arc、KUKA的KUKA.ArcTech、KUKA.LaserTech、KUKA.SeamTech、KUKATouchSense、FANUC的ArcToolSoftwar。可快速地将熔焊（电弧焊和激光焊）投入运行和编制焊接程序，并具有接触传感、焊缝跟踪等功能。工业机器人行业四巨头的弧焊作业编程命令弧焊作业命令类别ABBFANUCYASKAWAKUKA焊接开始ArcLStart/ArcCStartArcStartARCONARC_ON焊接结束ArcLEnd/ArcCEndArcEndARCOFARC_OFF7.3焊接机器人的作业示教TCP点确定：同点焊机器人TCP设置有所不同，弧焊机器人TCP一般设置在焊枪尖头，而激光焊接机器人TCP设置在激光焦点上。弧焊机器人工具中心点7.3焊接机器人的作业示教TCP点确定：实际作业时，需根据作业位置和板厚调整焊枪角度。以平（角）焊为例，主要采用前倾角焊（前进焊）和后倾角焊（后退焊）两种方式。a)前倾角焊b)后倾角焊前倾角焊和后倾角焊7.3焊接机器人的作业示教TCP点确定：板厚相同的话，基本上为10~25°，焊枪立得太直或太倒的话，难以产生熔深。前倾角焊接时，焊枪指向待焊部位，焊枪在焊丝后面移动，因电弧具有预热效果，焊接速度较快，熔深浅、焊道宽，所以一般薄板的焊接采用此法；而后倾角焊接时，焊枪指向已完成的焊缝，焊枪在焊丝前面移动，能够获得较大的熔深、焊道窄，通常用于厚板的焊接。同时，在板对板的连接之中，焊枪与坡口垂直。对于对称的平角焊而言，焊枪要与拐角成45°角。b)T形接头平角焊a)I形接头对焊焊枪作业姿态7.3焊接机器人的作业示教机器人进行熔焊作业主要涉及以直线、圆弧及其附加摆动功能动作类型。直线作业机器人完成直线焊缝的焊接仅需示教2个程序点（直线的两端点），插补方式选“直线插补”。以图所示的运动轨迹为例，程序点1至程序点4间的运动均为直线移动，且程序点2→程序点3为焊接区间。程序点1程序点4直线轨迹开始点直线轨迹结束点程序点2程序点3焊接开始点焊接结束点————焊空焊接区间接走点点直线轨迹区间直线运动轨迹7.3焊接机器人的作业示教程序点示教方法①将机器人移动到直线轨迹开始点。程序点1②将程序点属性设定为“空走点”，插补方式选“PTP”或“直线插补”。（直线轨迹开始③确认保存程序点1为直线轨迹开始点。点）①将机器人移动到焊接开始点。程序点2②将程序点属性设定为“焊接点”，插补方式选“直线插补”。（焊接开始点）③确认保存程序点2为焊接开始点。①将机器人移动到焊接结束点。程序点3②将程序点属性设定为“空走点”，插补方式选“直线插补”。（焊接结束点）③确认保存程序点3为焊接结束点。①将机器人移动到直线轨迹结束点。程序点4②程序点属性设定为“空走点”，插补方式选“直线插补”。（直线轨迹结束③确认保存程序点4为直线轨迹结束点。点）程序点1程序点4直线轨迹开始点直线轨迹结束点程序点2程序点3焊接开始点焊接结束点————焊空焊接区间接走点点直线轨迹区间直线运动轨迹7.3焊接机器人的作业示教圆弧作业机器人完成弧形焊缝的焊接通常需示教3个以上程序点（圆弧开始点、圆弧中间点和圆弧结束点），插补方式选“圆弧插补”。当只有一个圆弧时，用“圆弧插补”示教程序点2~4三点即可。用“PTP”或“直线插补”示教进入圆弧插补前的程序点1时，程序点1至程序点2自动按直线轨迹运动。程序点3中间点程序点1程序点2程序点4接近点开始点结束点————焊空自动直线接走焊接区间移到开始点点点圆弧插补区间圆弧运动轨迹7.3焊接机器人的作业示教程序点示教方法①将机器人移动到圆弧轨迹接近点。程序点1②将程序点属性设定为“空走点”，插补方式选“PTP”或“直线插补”（圆弧/焊接接近点）③确认保存程序点1为圆弧/焊接接近点。①将机器人移动到圆弧轨迹开始点。程序点2②将程序点属性设定为“焊接点”，插补方式选“圆弧插补”。（圆弧/焊接开始点③确认保存程序点2为圆弧/焊接开始点。）①将机器人移动到圆弧轨迹中间点。程序点3②将程序点属性设定为“焊接点”，插补方式选“圆弧插补”。（圆弧/焊接中间点③确认保存程序点3为圆弧/焊接中间点。）①将机器人移动到圆弧轨迹结束点。程序点4②将程序点属性设定为“空走点”，插补方式选“圆弧插补”。（圆弧/焊接结束点③确认保存程序点4为直线轨迹结束点。）程序点3中间点程序点1程序点2程序点4接近点开始点结束点————焊空自动直线接走焊接区间移到开始点点点圆弧插补区间圆弧运动轨迹7.3焊接机器人的作业示教示教整个圆用“圆弧插补”示教程序点2至程序点5四点。同单一圆弧示教类似，用“PTP”或“直线插补”示教进入圆弧插补前的程序点1时，程序点1→程序点2自动按直线轨迹运动。当存在多个圆弧中间点时，机器人将通过当前程序点和后面2个临近程序点来计算和生成圆弧轨迹。只有在圆弧插补区间临结束时才使用当前程序点、上一临近程序点和下一临近程序点。程序点1自动直线程序点2接近点移到开始点开始点————焊空程序点5接走结束点点点程序点3程序点4中间点中间点焊接区间圆弧插补区间整圆运动轨迹7.3焊接机器人的作业示教程序点示教方法①将机器人移动到圆弧轨迹接近点。②将程序点属性设定为“空走点”，插补方式选“PTP”或“直线插补”。程序点1（圆弧/焊接接近点）③确认保存程序点1为圆弧/焊接接近点。①将机器人移动到圆弧轨迹开始点。程序点2②将程序点属性设定为“焊接点”，插补方式选“圆弧插补”。（圆弧/焊接开始点）③确认保存程序点2为圆弧/焊接开始点。①将机器人移动到圆弧轨迹中间点。程序点3②将程序点属性设定为“焊接点”，插补方式选“圆弧插补”。（圆弧/焊接中间点）③确认保存程序点3为圆弧/焊接中间点。①将机器人移动到圆弧轨迹中间点。程序点4②将程序点属性设定为“焊接点”，插补方式选“圆弧插补”。（圆弧/焊接中间点）③确认保存程序点4为圆弧/焊接中间点。①将机器人移动到圆弧轨迹结束点。程序点5②将程序点属性设定为“空走点”，插补方式选“圆弧插补”。（圆弧/焊接结束点）③确认保存程序点5为直线轨迹结束点。程序点1自动直线程序点2接近点移到开始点开始点————焊空程序点5接走结束点点点程序点3程序点4中间点中间点焊接区间7.3焊接机器人的作业示教示教连续圆弧轨迹时，通常需要执行圆弧分离。即在前圆弧与后圆弧的连接点的相同位置加入“PTP”或“直线插补”的程序点。程序点3程序点4结束点中间点程序点5内插点程序点6开始点程序点1自动直线接近点移到开始点————焊空程序点7程序点2程序点8接走中间点开始点结束点点点焊接区间圆弧插补区间连续圆弧运动轨迹程序点示教方法①将机器人移动到圆弧轨迹接近点。②将程序点属性设定为“空走点”，插补方式选“PTP”或“直线插程序点1（圆弧/焊接接近点）补”。③确认保存程序点1为圆弧/焊接接近点。①将机器人移动到首段圆弧轨迹开始点。程序点2②将程序点属性设定为“焊接点”，插补方式选“圆弧插补”。（首段圆弧开始点/焊③确认保存程序点2为首段圆弧/焊接开始点。接开始点）7.3焊接机器人的作业示教程序点示教方法①将机器人移动到首段圆弧轨迹中间点。程序点3②将程序点属性设定为“焊接点”，插补方式选“圆弧插补”。（首段圆弧中间点/焊接中间点）③确认保存程序点3为首段圆弧/焊接中间点。①将机器人移动到首段圆弧轨迹结束点。程序点4②将程序点属性设定为“焊接点”，插补方式选“圆弧插补”。（首段圆弧结束点/焊接中间点）③确认保存程序点4为首段圆弧结束点/焊接中间点。①保持程序点4位置不动，根据需要调整作业姿态。程序点5②将程序点属性设定为“焊接点