焊接機(jī)器人操作編程與應(yīng)用教學(xué)

1、焊接機(jī)器人操作編程及應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人常用術(shù)語(yǔ)1自由度（degree of freedom， DOF ）:物體能夠?qū)ψ鴺?biāo)系進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目稱(chēng)為自由度，對(duì)于自由剛體，具有6個(gè)自由度。通常作為機(jī)器人的技術(shù)指標(biāo)，反映機(jī)器人靈活性，對(duì)于焊接機(jī)器人一般具有56個(gè)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(jī)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(jī)器人手腕部最大負(fù)重，通常情況下弧焊機(jī)器人為520kg；點(diǎn)焊機(jī)器人為50200kg。5工作空間（Working Space）:機(jī)器人工作時(shí)，其腕軸交點(diǎn)能在空間活

2、動(dòng)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(cè)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(cè)得的軌跡之間的一致程度。8示教再現(xiàn)（playback robot）：通過(guò)操作示教器移動(dòng)機(jī)器人焊槍?zhuān)凑展ぷ黜樞虼_定焊槍姿態(tài)并存儲(chǔ)焊絲端部軌跡點(diǎn)，通過(guò)調(diào)用各種命令并設(shè)定參數(shù)，生成一個(gè)機(jī)器人焊接作業(yè)程序?！白鳂I(yè)程序”（或稱(chēng)任務(wù)程序）為一組運(yùn)動(dòng)及輔助功能命令，通過(guò)自動(dòng)運(yùn)行，機(jī)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(jī)器人關(guān)節(jié)鏈圖1-2 關(guān)節(jié)軸及連桿參數(shù)標(biāo)識(shí)示意 圖1-3 交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)1-電動(dòng)

3、機(jī) 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(dòng)力線插頭 9-后端蓋 10-反饋插頭 11-脈沖編碼器 12-電機(jī)后蓋圖1-4 RV減速機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖圖1-5 多關(guān)節(jié)（軸）機(jī)器人控制原理框圖 圖1-6 培訓(xùn)間的安全裝置示意防護(hù)圍欄；軸1、2和3的機(jī)械終端止擋或者軸范圍限制裝置； 防護(hù)門(mén)及具有關(guān)閉功能監(jiān)控的門(mén)觸點(diǎn)或光柵；緊急停止按鈕（外部）；緊急停止按鈕、確認(rèn)鍵、調(diào)用連接管理器的鑰匙開(kāi)關(guān)；內(nèi)置的 安全控制器；圖1-7 焊接機(jī)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(jī)器人動(dòng)作區(qū)域 圖2-2

4、 ABB機(jī)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(xiàng)目圖2-6 快捷菜單上的按鈕圖2-7 各種坐標(biāo)系的用途及說(shuō)明表2-8 動(dòng)作模式及操縱桿移動(dòng)方式及說(shuō)明圖2-9 機(jī)器人各軸動(dòng)作方向圖2-10 圓弧運(yùn)動(dòng)示意圖2-11 圓弧運(yùn)動(dòng)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(diǎn)到P20點(diǎn)移動(dòng)MoveJ g20, v1000, z50, Torch1;-P10點(diǎn)到P1

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

6、 z50, Torch1;-P80點(diǎn)到P90點(diǎn)移動(dòng)MoveJ g100, v200, z50, Torch1;-P90點(diǎn)到P100點(diǎn)移動(dòng)MoveAbsJ jpos10NoEOffs, v1000, z0, Torch1;-回到零點(diǎn)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(jī)器人示教器各鍵名稱(chēng)及持握方法圖3-2示教編程器的五個(gè)顯示區(qū)圖3-3 畫(huà)面的名稱(chēng)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(xì)顯示 圖3-7 S、L、U、R、B、T 各軸運(yùn)動(dòng)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(gè)序號(hào)文件 圖3-11 擺焊指令的調(diào)用圖3-12 A點(diǎn)到B點(diǎn)的焊接程序表3-1 焊接指令及程序說(shuō)明圖4-1 FANUC機(jī)器人手臂的基本結(jié)構(gòu)圖4-2 機(jī)器人控制器硬件構(gòu)成圖4-3 機(jī)器人示教器各鍵的名稱(chēng)及功能圖4-4 示教器顯示屏位置標(biāo)識(shí)圖4-5 屏幕菜單圖4-6 操作面板2位模式開(kāi)關(guān) 3位模式開(kāi)關(guān) 圖4-7 模式選擇開(kāi)關(guān)示意 圖4-8 程序目錄畫(huà)面圖4-9 程序編輯畫(huà)面（1）圖4-10 程序目錄畫(huà)面圖4-11 運(yùn)動(dòng)指令在程序中的應(yīng)用圖4-12 手動(dòng)執(zhí)行程序的操作圖4-13 記錄保存了的點(diǎn)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(diǎn)及軌跡圖4-18 盒子上的示教點(diǎn)及軌跡程序圖5-1 庫(kù)卡機(jī)器人構(gòu)成控制柜 （V）KR C4；機(jī)械手（機(jī)器人本體）；手持操作和編程器（庫(kù)卡 smartPAD）圖5-2 庫(kù)卡機(jī)器人自由度圖5-3 手持編程器各部位標(biāo)識(shí)用于拔下 smartPAD 的按鈕；用于調(diào)出連接管理器的鑰匙開(kāi)關(guān)。只有當(dāng)鑰匙插入時(shí)，方可轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)，可以通過(guò)連接管理器切換運(yùn)行模式；緊急停止鍵。用于在危險(xiǎn)情況下關(guān)停機(jī)器人。緊急停止鍵在被按下時(shí)將自行閉鎖；3D 鼠標(biāo)。用于手動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人；移動(dòng)鍵。用于手動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人；用于設(shè)定程序倍率的按鍵；用于設(shè)定手動(dòng)倍率的按鍵；主菜單按鍵。用來(lái)在 smartHMI 上將菜單項(xiàng)顯示出來(lái)；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(dòng)鍵。通過(guò)啟動(dòng)鍵可啟動(dòng)一個(gè)程序；逆向啟動(dòng)鍵。用逆向啟動(dòng)鍵可逆向啟動(dòng)一個(gè)程序。程序?qū)⒅鸩竭\(yùn)行；停止鍵。用停止鍵可暫停正運(yùn)行中的程序；鍵盤(pán)按鍵。圖5-4 拉動(dòng)和按壓鼠標(biāo) 圖5-5 轉(zhuǎn)動(dòng)或傾斜空間鼠標(biāo)a.編程器位置標(biāo)識(shí) b.左手抓握方法圖5-6 庫(kù)卡編程器背面確認(rèn)開(kāi)關(guān)；啟動(dòng)鍵 （綠色）；確認(rèn)開(kāi)關(guān)；USB 接口；確認(rèn)開(kāi)關(guān)；型號(hào)銘牌圖5-7 smartHMI操作界面圖5-8 編程器各項(xiàng)目欄的名稱(chēng)圖5-9利用smartPAD 進(jìn)行在線示教 圖5-10 KUKA 機(jī)器人上的坐標(biāo)系圖5-11 EMD 校準(zhǔn)流程圖示 EMD（電子控

10、制儀）；測(cè)量套筒；探針；測(cè)量槽；預(yù)零點(diǎn)標(biāo)定標(biāo)記圖5-12 導(dǎo)航器圖5-13 程序運(yùn)行方向：向前/向后圖5-14 機(jī)器人程序的結(jié)構(gòu)圖5-15 點(diǎn)到點(diǎn)移動(dòng)圖5-16 精確定位的PTP移動(dòng)圖5-17 線性移動(dòng)圖5-18 圓周運(yùn)動(dòng)圖5-19 精確定位方式抵達(dá)的目標(biāo)點(diǎn)圖5-20 軌跡逼近點(diǎn)圖5-21 LIN運(yùn)動(dòng)的聯(lián)機(jī)表格圖5-22 CIRC運(yùn)動(dòng)聯(lián)機(jī)表格圖5-23 選項(xiàng)窗口運(yùn)動(dòng)參數(shù)(LIN, CIRC) 圖6-1 FD-V6機(jī)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(kāi)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(huà)面上顯示的各類(lèi)信

11、息圖6-8示教器背面圖6-9 縮小步數(shù)的示教實(shí)例(a)利用記錄狀態(tài)示教移動(dòng)命令 (b)利用1個(gè)畫(huà)面示教移動(dòng)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(bǔ)指定顯示圖6-13 記錄的步被寫(xiě)入作業(yè)程序1步號(hào)。跳步時(shí)指定該步號(hào)。2設(shè)定的速度。3插補(bǔ)種類(lèi)。顯示JOINT、LIN、C1/C2。4精度。有重疊時(shí)為A8，無(wú)重復(fù)時(shí)為A1。指定了定位時(shí)，附加“P”。5工具編號(hào)。圖6-14 顯示常用命令畫(huà)面圖6-15 關(guān)節(jié)插補(bǔ)（JOINT）時(shí)的情況圖6-16 示教焊接程序步驟圖6-17 記錄弧焊開(kāi)始命令圖6-18 記錄弧焊開(kāi)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(dòng)作業(yè)程序例圖6-22 固定型橫擺運(yùn)槍條件的設(shè)定畫(huà)面顯示圖6-23 記錄固定方式焊槍擺動(dòng)開(kāi)始命令（WFP）圖6-24 示教焊槍擺動(dòng)結(jié)束命令表6-25 機(jī)器人的手動(dòng)操作或自動(dòng)運(yùn)行模式公共練習(xí)題公共練習(xí)題題圖1 示教點(diǎn)示意圖公共練習(xí)題公共練習(xí)題P0P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11P12P13題圖2 示教軌跡