焊接機(jī)器人示教

80余萬(wàn)臺(tái)工40%以上。2．1適用于機(jī)器人的焊接方法熔化極：2CO氣體保護(hù)焊2熔化極活性氣體保護(hù)焊〔MAG〕熔化極惰性氣體保護(hù)焊〔MIG〕非熔化極：鎢極惰性氣體保護(hù)焊等離子弧焊接與切割激光焊接與切割釬焊火焰切割點(diǎn)焊90%以上的機(jī)器人用于熔化極氣體保護(hù)焊焊接與切割領(lǐng)域的應(yīng)用數(shù)量在逐年增加。機(jī)器人焊接的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)自動(dòng)焊接焊槍不會(huì)振動(dòng)，焊接速度不會(huì)轉(zhuǎn)變，能得到均勻、秀麗的焊縫。操作人員能遠(yuǎn)離噪音或高溫區(qū)進(jìn)展行業(yè)。由于焊接條件是恒定的，所以能提高焊接質(zhì)量。焊接條件具有重復(fù)性不管什么時(shí)候，誰(shuí)來作業(yè)或在什么地方都能焊接成一樣的產(chǎn)品。在機(jī)器人上編制焊接工人所把握的焊接條件之后，即便是手也能進(jìn)展高質(zhì)量的焊接。(而在半自動(dòng)焊接時(shí),由于常常要調(diào)整遙控盒上的旋鈕，所以缺乏重復(fù)性)。降低生產(chǎn)本錢能縮短生產(chǎn)節(jié)拍，所以能提高產(chǎn)量。使用臨時(shí)工就能完成焊接作業(yè)，所以削減了人工費(fèi)用。不鋪張焊接材料，能節(jié)約消耗品。使用機(jī)器人帶來的效益生產(chǎn)節(jié)拍明確，簡(jiǎn)潔進(jìn)展生產(chǎn)治理。能實(shí)現(xiàn)無(wú)人運(yùn)行,機(jī)器人不會(huì)發(fā)牢騷。能提高企業(yè)的形象。機(jī)器人焊接的特點(diǎn)機(jī)器人是由計(jì)算機(jī)掌握的、具有高度柔性的可編程自動(dòng)扮裝置，因此利用機(jī)器人焊接具有以下特點(diǎn)：機(jī)器人能適應(yīng)產(chǎn)品多樣化，有柔性，在一條生產(chǎn)線上可以快速的改進(jìn)生產(chǎn)線的編組更替，這是專用的自動(dòng)化生產(chǎn)線不能比較的，能發(fā)揮投資的長(zhǎng)期效果。使用機(jī)器人焊接，可提高產(chǎn)品質(zhì)量。為了使焊接作業(yè)機(jī)器件、夾具、搬運(yùn)工具等的精度，這些關(guān)系到產(chǎn)品的精度和焊接質(zhì)量的提高，機(jī)器人化的結(jié)果，可得到穩(wěn)定的高質(zhì)量產(chǎn)品。使用機(jī)器人焊接可提高生產(chǎn)率。機(jī)器人的作業(yè)效率，不隨作業(yè)者變動(dòng)，可以穩(wěn)定生產(chǎn)打算，從而提高生產(chǎn)率。22．1．2機(jī)器人焊接時(shí)的主要留意事項(xiàng)必需進(jìn)展示教作業(yè)(1) 軌跡和設(shè)定焊接條件等。 接(2)3)機(jī)器人沒有眼睛，只能重復(fù)一樣的動(dòng)作。機(jī)器人軌跡精度為0.1mm，以此精度重復(fù)一樣的動(dòng)作。 應(yīng)保持在焊絲半徑之內(nèi)。焊接條件的設(shè)定取決于示教作業(yè)人員的技術(shù)水平 操作人員進(jìn)展示教時(shí)必需輸入焊接程序，焊槍姿勢(shì)和角度，電流、電壓、速度等焊接條件。示教操作人員必需充分把握焊接學(xué)問和焊接技巧。必需充分留意安全 機(jī)器人是一種高速的運(yùn)動(dòng)設(shè)備，在其進(jìn)展自動(dòng)運(yùn)行時(shí)確定不允許人靠近機(jī)器人(必需設(shè)置安全護(hù)欄)。操作人員必需承受勞動(dòng)安全方面的特地教育，否則不準(zhǔn)操作。焊接機(jī)器人的性能要求弧焊機(jī)器人的性能要求在弧焊作業(yè)中，要求焊槍跟蹤工件焊道運(yùn)動(dòng)，并不斷填充金屬形成焊縫，因此運(yùn)動(dòng)過程中速度的穩(wěn)定性和軌道精度是兩項(xiàng)重要的指5～50mm/s，軌道精度可取0·2～0·5mm。由于焊槍的姿勢(shì)對(duì)焊縫質(zhì)量也有肯定的影響，因此期望在〔的接口功能、焊槍防碰功能等。焊接標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定。起弧、收弧參數(shù)。搖擺功能。搖擺頻率、擺幅、搖擺類型的設(shè)定。焊接傳感器。起始點(diǎn)檢測(cè)、焊縫跟蹤傳感器的接口功能。焊槍防碰功能。當(dāng)焊槍受到不正常的阻力時(shí)，機(jī)器人停機(jī)，避開操作者和工具受到損壞。其余各層的自動(dòng)編程?！惨∈　嘲l(fā)生時(shí)引起的作業(yè)中斷，最大限度避開了因此而引起的全線停車。校正。再通電解除粘絲，因此不必手工剪斷焊絲?；刂匾『附?。因此無(wú)須補(bǔ)焊作業(yè)。點(diǎn)焊機(jī)器人的性能要求對(duì)于點(diǎn)焊機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度是一個(gè)重要指標(biāo)，要求能夠快速完成小并具有較大的持重50～100K，以便攜帶內(nèi)裝變壓器的焊鉗。機(jī)器人選擇方法機(jī)器人的構(gòu)造類型確實(shí)定機(jī)器人類型的選擇主要取決于機(jī)器人的目標(biāo)作業(yè)類型，如汽車底六自由度機(jī)器人。手腕的容許載荷OTC公DR-40006公斤，如以下圖表示。要求。動(dòng)作范圍確實(shí)定機(jī)器人的動(dòng)作范圍一般指腕部軸的回轉(zhuǎn)中心〔P點(diǎn)〕的動(dòng)作范圍。如下圖DR-4000機(jī)器人的動(dòng)作范圍。在實(shí)際作業(yè)時(shí)由于裝有焊接工使用焊接機(jī)器人應(yīng)留意的幾個(gè)問題如何導(dǎo)入焊接機(jī)器人的融合。國(guó)內(nèi)在引用焊接機(jī)器人應(yīng)用工程方面走過了一段曲折的道路，機(jī)器人的運(yùn)行狀況不盡人意，分析其緣由主要存在以下問題：機(jī)器人及周邊設(shè)備選型不合理，系統(tǒng)配置不全或不當(dāng)。對(duì)國(guó)內(nèi)人員的培訓(xùn)沒有跟上，沒有完全把握設(shè)備的性能和使用方法。缺乏足夠的售前、售中技術(shù)支持和良好的售后效勞。機(jī)器人操作、維護(hù)人員不能相對(duì)固定或人員流失。國(guó)外系統(tǒng)不適合國(guó)內(nèi)工藝現(xiàn)狀。明確導(dǎo)入機(jī)器人的目的：技術(shù)工人和嫻熟工人缺乏使工人從危急作業(yè)環(huán)境中解脫出來〔高溫、搬送重物等〕提高和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量提高勞動(dòng)生產(chǎn)率〔省人、省力〕其他〔生產(chǎn)治理的要求，提高企業(yè)形象等。機(jī)器人導(dǎo)入目的的不同，機(jī)器人的選擇、機(jī)器人化的實(shí)現(xiàn)范圍以及經(jīng)濟(jì)的評(píng)價(jià)〔投資額〕亦不同。選擇焊接工件：機(jī)器人適于的工件：多品種、中等批量。確定方案高質(zhì)量的工件，工件的全都性誤差掌握在肯定范圍，因此首先應(yīng)從技術(shù)上易于實(shí)現(xiàn)的對(duì)象進(jìn)展，然后分步逐步解決。確定方案工程承攬方在對(duì)用戶原有生產(chǎn)線充分考察的根底上，依據(jù)用戶提出的要求及工件的特點(diǎn)，提出初步方案〔一般兩、三種，并與用戶充分爭(zhēng)論，確定最終方案。爭(zhēng)論的內(nèi)容包括：1工件的分析，包括：材料、構(gòu)造、圖紙、實(shí)物、技術(shù)要求分析。2工程承攬方在對(duì)用戶原有生產(chǎn)線充分考察的根底上，依據(jù)用戶提出的要求及工件的特點(diǎn)，提出初步方案〔一般兩、三種，并與用戶充分爭(zhēng)論，確定最終方案。爭(zhēng)論的內(nèi)容包括：1工件的分析，包括：材料、構(gòu)造、圖紙、實(shí)物、技術(shù)要求分析。2前道工序的質(zhì)量確認(rèn)及分析3工藝條件及工藝參數(shù)初步分析4工藝路線劃分確定5焊接節(jié)拍和生產(chǎn)節(jié)拍分析6機(jī)器人選型和系統(tǒng)配置77周邊設(shè)備及夾具方案確定8設(shè)備布局與物流98設(shè)備布局與物流9經(jīng)濟(jì)評(píng)估10方案評(píng)價(jià)〔是否符合綜合性的省力、自動(dòng)化的方向，是否符合規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化的方針，是否適應(yīng)產(chǎn)品更換代的要求，安全性可維護(hù)性等〕工程設(shè)計(jì)工程承攬方對(duì)確定的方案進(jìn)展進(jìn)一步的設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)的配置選型，周邊裝置、夾具設(shè)計(jì)，掌握系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，焊接工藝的制定等，在該過程中雙方相互勾通，覺察問題準(zhǔn)時(shí)解決。工程實(shí)施和人員培訓(xùn)。后期維護(hù)上，將影響整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行。目前國(guó)內(nèi)機(jī)器人工程使用效果不好，這也是一個(gè)主要緣由。主要在于：國(guó)外直接供貨的設(shè)備效勞跟不上，不管是售后效勞的準(zhǔn)時(shí)性，效勞的質(zhì)量，解決問題的徹底性都比較差。培訓(xùn)人員由于語(yǔ)言的障礙，技術(shù)難度的障礙，沒有真正把握設(shè)備的特性。培訓(xùn)人員的流失或責(zé)任心不強(qiáng)。沈陽(yáng)自動(dòng)化爭(zhēng)論所做為機(jī)器人技術(shù)國(guó)家爭(zhēng)論中心OTCreis工程時(shí)，實(shí)行如下措施：建立特地的生產(chǎn)效勞負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)到底，直到用戶滿足。國(guó)外進(jìn)口設(shè)備建立備品、備件庫(kù)以保證系統(tǒng)維護(hù)的準(zhǔn)時(shí)性。48小時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)。用戶人員無(wú)限期培訓(xùn)，直到會(huì)用為止。實(shí)行有效期保修效勞長(zhǎng)期效勞各種焊接機(jī)器人的系統(tǒng)構(gòu)成及周邊裝置在質(zhì)量第一，用戶至上，細(xì)心設(shè)計(jì)制造，保持一流水平的我所質(zhì)效勞，與寬闊用戶一起推動(dòng)我國(guó)機(jī)器人技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。各種焊接機(jī)器人的系統(tǒng)構(gòu)成及周邊裝置作臺(tái)、焊槍清理裝置等。作臺(tái)、焊槍清理裝置等。焊接變位機(jī)可缺少的周邊設(shè)備，依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要焊接變位機(jī)可以有多種形式。從驅(qū)動(dòng)方式來看，有一般直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)、一般溝通電機(jī)驅(qū)動(dòng)及可以與機(jī)器人同步協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的溝通伺服驅(qū)動(dòng)。移動(dòng)滑臺(tái)移動(dòng)滑臺(tái)也是焊接機(jī)器人的一個(gè)重要的周邊裝置，其主要用途是安置機(jī)器人或焊絲支架，特別是在焊接大型工件時(shí)，移動(dòng)滑臺(tái)加大了機(jī)器人的工作范圍，移動(dòng)滑臺(tái)的形式主要有以下幾種。焊槍清理裝置焊槍清理裝置主要包括剪絲、沾油、清渣以及噴嘴外外表的打磨于清理；清渣是去除噴嘴內(nèi)外表的飛濺，以保證保護(hù)氣體的通暢；噴嘴外外表的打磨裝置主要是去除外外表的飛濺。自動(dòng)換槍裝置用于不同填充材料的自動(dòng)焊接。33．4焊接機(jī)器人的主要性能指標(biāo)焊接機(jī)器人的主要性能指標(biāo)以日本安川電機(jī)公司生產(chǎn)的Motoman-L10為例表示如下：⑴名稱與型號(hào)Motoman-L10⑵主要用途弧焊⑶類別示教再現(xiàn)型⑷坐標(biāo)型式多關(guān)節(jié)式⑸自由度數(shù)5個(gè)⑹抓重10㎏〔包括夾鉗〕3-1Motoman-L10運(yùn)動(dòng)參數(shù)運(yùn)動(dòng)自由度動(dòng)作范圍速度整機(jī)搖擺240°90°/s上臂俯仰+20°~-40°1100mm/s上臂前后±40°800mm/s手腕彎曲180°100°/s手腕旋轉(zhuǎn)360°150°/s⑻定位方式選用增量編碼器作為位置檢測(cè)元件⑼掌握方式重復(fù)式數(shù)字位置掌握方式，可準(zhǔn)確掌握運(yùn)動(dòng)軌跡⑽重復(fù)定位精度±0.2mm;⑾驅(qū)動(dòng)方式電伺服承受溝通測(cè)速發(fā)電機(jī)作為伺服電動(dòng)機(jī)的速度檢測(cè)元件，實(shí)現(xiàn)速度反響，并引進(jìn)力矩反響；⑿驅(qū)動(dòng)源DC伺服電動(dòng)機(jī)⒀程序掌握和存儲(chǔ)方式承受8位微處理Intel8080用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器作為主存〔盒式磁帶補(bǔ)充主存容量之缺乏〕程序步數(shù)：1000步指令條數(shù)：600條⒁輪廓尺寸如下圖圖3-3 Motoman-L10外形尺寸與動(dòng)作范圍⒂重量 本體400㎏ 掌握局部350㎏⒃外部同步信號(hào) 輸入22點(diǎn) 輸出21點(diǎn)⒄電源 AC220/220〔+10，-15，2.4焊接機(jī)器人的系統(tǒng)構(gòu)成變位機(jī)、掌握器、焊接系統(tǒng)〔專用焊接電源、焊槍和焊鉗等、焊接變位機(jī)、掌握器、焊接系統(tǒng)〔專用焊接電源、焊槍和焊鉗等、焊接傳感器、中心掌握計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的安全設(shè)備等，如下圖。器人系統(tǒng)，各種不同的焊接機(jī)器人系統(tǒng)的主要設(shè)備構(gòu)成如下表所示?！?〕度約為5~50㎜/s，軌跡精度約為±〔0.2~0.5〕㎜。由于焊槍的姿勢(shì)度約為5~50㎜/s，軌跡精度約為±〔0.2~0.5〕㎜。由于焊槍的姿勢(shì)可調(diào)范圍盡量大，其一些根本性能要求如下所示：①可調(diào)范圍盡量大，其一些根本性能要求如下所示：①設(shè)定焊接條件〔電流、電壓、速度等；② 搖擺功能；②搖擺功能；③坡口填充功能；④焊接特別功能檢測(cè)；③坡口填充功能；④焊接特別功能檢測(cè)；⑤焊接傳感器〔起始點(diǎn)檢測(cè)、焊道跟蹤〕的接口功能?！?〕點(diǎn)焊機(jī)器人 汽車工業(yè)是點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)一個(gè)典型的應(yīng)用領(lǐng)域在裝配每臺(tái)汽車車體時(shí)大約60%的焊點(diǎn)是由機(jī)器人完成最初點(diǎn)焊機(jī)器人只用于增加焊作〔往已拼接好的工件上增加焊點(diǎn)后來為了保證拼接精度又讓機(jī)器人完成定位焊作業(yè)性能具體來說有：①安裝面積小，工作空間大；②快速完成小節(jié)距的多點(diǎn)定位〔例如每0.3~0.4s 移動(dòng)30~50㎜節(jié)距后定位；③定位精度高〔0.25㎜，以確保焊接質(zhì)量；④持重大50~100㎏，以便攜帶內(nèi)裝變壓器的焊鉗；⑤內(nèi)存容量大，示教簡(jiǎn)潔，節(jié)約工時(shí)；⑥點(diǎn)焊速度已生產(chǎn)線相匹配，同時(shí)按全牢靠性好。3．3焊接機(jī)器人的系統(tǒng)構(gòu)成2-1焊接機(jī)器人系統(tǒng)原理圖機(jī)構(gòu)、機(jī)器人臂、關(guān)節(jié)以及內(nèi)部傳感器〔編碼盤〕等組成。它的任務(wù)開鏈?zhǔn)綑C(jī)器人操作機(jī)從運(yùn)動(dòng)學(xué)上已被證明能以最小的構(gòu)造尺寸為代指定位置，因而這種類型的機(jī)器人操作機(jī)在焊接領(lǐng)域得到廣泛地運(yùn)用。變位機(jī)作為機(jī)器人焊接生產(chǎn)線及焊接柔性加工單元的重要組成局部，其作用是將被焊工件旋轉(zhuǎn)〔平移〕到最正確的焊接位置。在焊接整個(gè)系統(tǒng)獲得最高的費(fèi)用效能比?！颤c(diǎn)機(jī)器人掌握器是整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，它由計(jì)算機(jī)軟件、〔點(diǎn)焊機(jī)器人焊機(jī)器人、焊槍〔弧焊機(jī)器人、焊接掌握器及水、電、氣等關(guān)心部統(tǒng)，它可依據(jù)預(yù)定的焊接監(jiān)控程序，完成焊接參數(shù)輸入、焊接程序控過程相符。統(tǒng)，它可依據(jù)預(yù)定的焊接監(jiān)控程序，完成焊接參數(shù)輸入、焊接程序控過程相符。3-2焊接機(jī)器人掌握器系統(tǒng)構(gòu)造原理圖在焊接過程中，盡管機(jī)器人操作機(jī)、變位機(jī)、裝卡設(shè)備和工具能〔尤其是焊接大厚工件時(shí)定位、跟蹤以及焊縫熔透信息的獵取。中心掌握計(jì)算機(jī)在工業(yè)機(jī)器人向系統(tǒng)化、PC化和網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)展統(tǒng)的應(yīng)用及生產(chǎn)數(shù)據(jù)的治理。動(dòng)系統(tǒng)過熱自斷電保護(hù)、動(dòng)作超限位自斷電保護(hù)、超速自斷電保護(hù)、工作。機(jī)器人是怎樣運(yùn)動(dòng)的？焊接機(jī)器人是如何工作的？操作機(jī)器人使用機(jī)器人來進(jìn)展焊接了。〔teachinprogramminplaybac的作業(yè)內(nèi)容?，F(xiàn)方式。雖然示教再現(xiàn)方式機(jī)器人有占用機(jī)時(shí)、效率低等諸多缺點(diǎn)，人們?nèi)耘f脫離不了示教再現(xiàn)方式的狀態(tài)。示教內(nèi)容主要由兩局部組成，一是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的示教，二焊接參數(shù)、焊接電源的掌握方法等。目前機(jī)器人語(yǔ)言還不是通用型語(yǔ)言，各機(jī)器人生產(chǎn)廠都有自己的于其它種類的機(jī)器人就會(huì)很簡(jiǎn)潔學(xué)會(huì)。機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軸及坐標(biāo)系機(jī)器人是由運(yùn)動(dòng)軸和連桿組成的，而其運(yùn)動(dòng)方式是在不同的坐標(biāo)系及各運(yùn)動(dòng)軸在不同坐標(biāo)系下的運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人各軸的名稱機(jī)器人系統(tǒng)中，除了機(jī)器人本身外還包括一些周邊設(shè)備，如變位機(jī)、移動(dòng)滑臺(tái)等。將運(yùn)動(dòng)軸按其功能劃分為：機(jī)器人本體軸、基座軸2.11所示。機(jī)要為移動(dòng)滑臺(tái)。工作臺(tái)軸是除機(jī)器人軸、基座軸以外的軸的總稱，如變位機(jī)、翻轉(zhuǎn)機(jī)等。圖2.11 機(jī)器人各軸的名稱坐標(biāo)系分類及各軸的運(yùn)動(dòng)在大局部商用機(jī)器人系統(tǒng)中，坐標(biāo)系一般分五類：關(guān)節(jié)坐標(biāo)系、確定坐標(biāo)系〔直角坐標(biāo)系、工具坐標(biāo)系、圓柱坐標(biāo)系和用戶坐標(biāo)系。動(dòng)。關(guān)節(jié)坐標(biāo)系機(jī)器人是有多個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)組成的，在關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下的運(yùn)動(dòng)，就是機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng),2.12所示。對(duì)外部軸來說，只有關(guān)節(jié)坐標(biāo)系可選。軸每位對(duì)應(yīng)鍵軸每位對(duì)應(yīng)鍵運(yùn)動(dòng)方式軸Z-R—軸R+4軸XR-XB—軸R+Y5R-YT—軸R+Z6R-ZR軸左右轉(zhuǎn)動(dòng)B軸前后轉(zhuǎn)動(dòng)T軸上下轉(zhuǎn)動(dòng)S—軸X+ X-S軸左右轉(zhuǎn)動(dòng)L—軸Y+2L軸前后轉(zhuǎn)Y-動(dòng)U—軸Z+3U上下轉(zhuǎn)動(dòng)圖2.12 關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)3.1.2.3確定坐標(biāo)系確定坐標(biāo)系的原點(diǎn)定義為機(jī)器人的安裝面和第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的交點(diǎn)。X軸向前，Z軸向上，Y軸按右手規(guī)章定義。在確定坐標(biāo)系〔直角坐標(biāo)系〕中，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)指機(jī)器人末端點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，在未裝工具時(shí)，機(jī)器人的末端點(diǎn)指六軸法蘭盤的中心點(diǎn)，在安裝工具后，機(jī)器人的末端點(diǎn)指的是焊鉗開口的中心點(diǎn)或焊槍的槍尖。軸每位對(duì)應(yīng)鍵運(yùn)動(dòng)方式軸X軸B—軸R+軸每位對(duì)應(yīng)鍵運(yùn)動(dòng)方式軸X軸B—軸R+R-XY5R-T—軸R+Y變，姿勢(shì)分別轉(zhuǎn)動(dòng)Z6R-ZS—軸X+X-1動(dòng)L—軸Y+2Y軸方向運(yùn)U—軸Y-Z+3動(dòng)Z軸方向運(yùn)R—軸Z-R+4動(dòng)末端點(diǎn)位置不圖2.13 確定坐標(biāo)系及各軸的運(yùn)動(dòng)圓柱坐標(biāo)系體S軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向，r軸平行于本體L軸,2.14所示。軸軸每位對(duì)應(yīng)鍵—軸r—軸X+X-Y+Y-Z+Z-1運(yùn)動(dòng)方式繞S軸轉(zhuǎn)動(dòng)軸2Z軸運(yùn)動(dòng)U—軸3R—軸R+4軸XR-B—軸R+XY5R-T—軸YR+Z軸方向運(yùn)動(dòng)末端點(diǎn)位置不變，姿勢(shì)分別XYZ軸轉(zhuǎn)動(dòng)Z6R-Z圖2.14 圓柱坐標(biāo)系及各軸的運(yùn)動(dòng)工具坐標(biāo)系Z軸，X軸垂直于工具平面，Y2.15所示。XYZ軸方向運(yùn)動(dòng)，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方式如下：軸主運(yùn)動(dòng)

每位對(duì)應(yīng)鍵 運(yùn)動(dòng)方式X軸方向運(yùn)六軸聯(lián)動(dòng) 動(dòng)軸軸腕運(yùn)動(dòng)軸Y軸方向運(yùn)動(dòng)動(dòng)XY、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)圖2.15 工具坐標(biāo)系及各軸的運(yùn)動(dòng)用戶坐標(biāo)系用戶坐標(biāo)系是用戶依據(jù)工作便利的需要，自行定義的坐標(biāo)系，用戶可依據(jù)需要定義多個(gè)坐標(biāo)系, 如圖2.16所示。在用戶坐標(biāo)系下，機(jī)器人末端軌跡沿用戶自己定義的坐標(biāo)軸方向運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方式如下：軸主運(yùn)動(dòng)軸腕運(yùn)動(dòng)軸

每位對(duì)應(yīng)鍵 運(yùn)動(dòng)方式沿用戶定義的X軸方向六軸聯(lián)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)沿用戶定義的Y軸方向運(yùn)動(dòng)沿用戶定義的Z軸方向運(yùn)動(dòng)末端點(diǎn)位置不變，姿勢(shì)分別繞X、Y、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)圖2.16 用戶坐標(biāo)系及各軸的運(yùn)動(dòng)TCP〔工具掌握點(diǎn)〕固定功能除了關(guān)節(jié)坐標(biāo)系外，在其它坐標(biāo)系下都有TCP固定功能，即在工具掌握點(diǎn)位置保持不變的狀況下，只轉(zhuǎn)變工具的方向〔姿勢(shì)〕如圖2.17所示。在TCP固定功能下各軸的運(yùn)動(dòng)如下:軸軸每位對(duì)應(yīng)鍵X+主運(yùn)動(dòng)軸 Y+Z+腕運(yùn)動(dòng)軸R+123456X-Y-Z-R+XR-XR+YR-YZR-Z運(yùn)動(dòng)方式TCP平移運(yùn)動(dòng)方向取決于坐標(biāo)系X、Y、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)2.18、2.19、2.20分別為直角/圓柱坐標(biāo)系、工具坐標(biāo)系和用戶坐標(biāo)系下的X、Y、Z軸的方向。圖2.17 TCP固定功能示意圖圖2.18 笛卡兒/圓柱坐標(biāo)系下的X、Y、Z軸圖2.19 工具坐標(biāo)系下的X、Y、Z軸圖2.20 用戶坐標(biāo)系下的X、Y、Z軸機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)類型和速度運(yùn)動(dòng)類型打算機(jī)器人再現(xiàn)時(shí)各步之間的運(yùn)動(dòng)路徑，再現(xiàn)速度是機(jī)錄在一起。點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)類型點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)類型通常用于機(jī)器人向下一步運(yùn)動(dòng)不需要特定路徑的場(chǎng)度用最大速度的百分比來表示。直線運(yùn)動(dòng)類型示教直線運(yùn)動(dòng)類型時(shí)，機(jī)器人沿直線運(yùn)動(dòng)到該示教點(diǎn)。直線運(yùn)動(dòng)設(shè)備內(nèi)部也承受祖先運(yùn)動(dòng)類型。直線運(yùn)動(dòng)類型的速度一般表示為cm/min或mm/sec。圓弧運(yùn)動(dòng)類型2.21所示的P1P2、P3點(diǎn)。當(dāng)需要連續(xù)多個(gè)圓弧運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩段圓弧運(yùn)動(dòng)必需由一個(gè)關(guān)節(jié)或直線運(yùn)動(dòng)點(diǎn)隔開，且第一段圓弧的終點(diǎn)和其次段圓弧的起點(diǎn)重合，2.22所示的P4點(diǎn)既為重合點(diǎn)。圖2.21 單個(gè)圓弧運(yùn)動(dòng)的示教圖2.22 連續(xù)多個(gè)圓弧運(yùn)動(dòng)的示教3.63.6焊接機(jī)器人的示教與編程用機(jī)器人代替人進(jìn)展作業(yè)時(shí)，必需預(yù)先對(duì)機(jī)器人發(fā)出指令，規(guī)〔teaching〕programmin〔playbac動(dòng)作和要求人們賜予的作業(yè)內(nèi)容。對(duì)機(jī)器人進(jìn)展示教分直接示教和間接示教兩種主要方法，圖2.23對(duì)各種示教方法進(jìn)展了歸納，圖2.24為各種示教方法的形象示意圖。圖2.23 工業(yè)機(jī)器人的示教方法圖2.24 機(jī)器人示教方法的形象示意圖仍舊脫離不了示教再現(xiàn)方式的狀態(tài)。目前機(jī)器人語(yǔ)言還不是通用型語(yǔ)言，各機(jī)器人生產(chǎn)廠都有自己的于其它種類的機(jī)器人就會(huì)很簡(jiǎn)潔學(xué)會(huì)。下面以日本DAIHEN公司生產(chǎn)的OTC機(jī)器人為例，來說明焊接機(jī)器人的示教過程。示教內(nèi)容2.25表示機(jī)器人掌握器和用于示教的示教盒。示教盒由液晶屏幕和進(jìn)展各種操作、輸入條件等按鈕組成。2.25機(jī)器人的掌握器及示教盒示教內(nèi)容主要由兩局部組成，一是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的示教，二是示教，包括被焊金屬的材質(zhì)、板厚、對(duì)應(yīng)焊縫外形的焊槍姿勢(shì)、焊接參數(shù)、焊接電源的掌握方法等。2.26表示機(jī)器人的語(yǔ)言，在示教方式中，利用軸操作按鈕實(shí)際地引導(dǎo)機(jī)器人，進(jìn)展位置的登錄工作，輸入機(jī)器人的位置信息、焊接條件等，利用機(jī)器人語(yǔ)言編制程序。圖2.26 機(jī)器人語(yǔ)言示教舉例下面以一個(gè)簡(jiǎn)潔的例子來描述一下弧焊作業(yè)的根本示教過程。圖2.27 焊接操作舉例2.27344566焊接完畢。示教過程如下：輸入文件名1，示教定位指令“P”和運(yùn)動(dòng)速度。A流、焊接電壓和焊接速度。4，由于直線插補(bǔ)指令已經(jīng)自動(dòng)選擇，只要用數(shù)字按鈕選擇塊操作時(shí)的速度即可。5，這個(gè)位置是圓弧的中間點(diǎn)，示教圓弧插補(bǔ)指令“C”和運(yùn)動(dòng)速度。插補(bǔ)指令“C”和運(yùn)動(dòng)速度，輸入焊接完畢指令“A件包括焊接電流、電壓、填弧坑時(shí)間和滯后停氣時(shí)間。示教完畢。按RESET鍵。機(jī)器人示教存在的問題還必需嫻熟把握機(jī)器人。動(dòng)作示教中存在的問題在示教方式中用示教盒操作機(jī)器人，把焊槍引導(dǎo)到所期望的位置上去，但存在以下各點(diǎn)使示教操作比較困難。必需常?？紤]坐標(biāo)系進(jìn)展示教，有時(shí)需要切換多個(gè)坐標(biāo)系，這就難以操縱焊槍向既定的方向移動(dòng)。為了調(diào)整機(jī)器人靠近工件的接近程度，必需切換不同的動(dòng)作速度。機(jī)器人的動(dòng)作范圍是有限制的，為了防止碰撞工件，需要肯定的操作技巧。機(jī)器人軸的運(yùn)動(dòng)方向與坐標(biāo)系是一一對(duì)應(yīng)的，同時(shí)操縱兩根軸的運(yùn)動(dòng)方向是很困難的?？傊皇请S便就能對(duì)機(jī)器人進(jìn)展示教的，這就降低了示教效率，總擔(dān)憂會(huì)遇到工件，使人操作起來感到緊急。此外，不同的生產(chǎn)工廠其操作鍵的配置也是不同的，給示教者簡(jiǎn)潔帶來混亂。條件示教的問題點(diǎn)示教者必需具有肯定水平的焊接作業(yè)技巧，同時(shí)還要把握用機(jī)器些用機(jī)器人進(jìn)展焊接的技巧是焊接技術(shù)人員經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐積存下來的，如何對(duì)這些技術(shù)進(jìn)展繼承和共同使用是一個(gè)難題。其他的問題點(diǎn)示教盒的問題在于鍵操作是個(gè)簡(jiǎn)單的過程，很難一下子抓住操作僅僅是輸入數(shù)據(jù)這一項(xiàng)就需要操作簡(jiǎn)單的按鈕。此外，不生疏計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的人就不簡(jiǎn)潔把握使用字符的機(jī)器人語(yǔ)言，從而對(duì)其敬而遠(yuǎn)之。機(jī)器人程序中列舉的動(dòng)作命令過多，即使嫻熟時(shí)必需頻繁地確認(rèn)作業(yè)，從而降低了作業(yè)人效率。2.7焊接機(jī)器人的協(xié)調(diào)〔同步〕及獨(dú)立〔同時(shí)〕掌握協(xié)調(diào)〔同步〕及獨(dú)立〔同時(shí)〕掌握的定義協(xié)調(diào)〔同步〕動(dòng)作掌握的英文為CoordinatedControlSystem或SynchromotionSystem，是指一個(gè)掌握裝置和一個(gè)掌握操作板可以同時(shí)掌握多個(gè)裝置〔機(jī)器人移動(dòng)滑臺(tái)、焊接變位機(jī)或焊接機(jī)器人等以保證焊接過程中焊槍相對(duì)焊縫的速度和角度保持不變。獨(dú)立〔同時(shí)〕掌握的英文為Independent Control System 或SimultaneousControlSystem，獨(dú)立掌握功能是針對(duì)協(xié)調(diào)掌握而言的，是指兩臺(tái)或多臺(tái)機(jī)器人或工作站之間不相約束各行其事的功能在實(shí)際掌握過程中，獨(dú)立掌握與協(xié)調(diào)掌握是融為一體的，可任意選擇。如圖2.28所示，系統(tǒng)由一臺(tái)機(jī)器人和變位機(jī)A和B組成，當(dāng)機(jī)器人焊接變位機(jī)A上的工件時(shí)，機(jī)器人與變位機(jī)之間承受協(xié)調(diào)掌握方式，變位機(jī)B則承受獨(dú)立掌握。如圖2.29所示的雙機(jī)器人組成的無(wú)夾具焊接系統(tǒng)當(dāng)焊接時(shí)承受協(xié)調(diào)掌握方式當(dāng)焊后進(jìn)展焊槍清理及工件裝夾時(shí)則承受獨(dú)立掌握方式。圖2.28 多工作站協(xié)調(diào)/獨(dú)立掌握系統(tǒng)圖2.29 雙機(jī)器人無(wú)夾具焊接系統(tǒng)協(xié)調(diào)〔同步〕及獨(dú)立〔同時(shí)〕掌握的形式單工作站協(xié)調(diào)掌握系統(tǒng)由一臺(tái)機(jī)器人掌握器掌握一臺(tái)機(jī)器人和一個(gè)轉(zhuǎn)胎如圖2.30所示。圖2.30 單工作站協(xié)調(diào)掌握系統(tǒng)圖2.31 雙機(jī)器人工作站協(xié)調(diào)焊接系統(tǒng)多工作站協(xié)調(diào)／獨(dú)立掌握系統(tǒng)”2.28所示。無(wú)夾具焊接系統(tǒng)有一臺(tái)機(jī)器人掌握器掌握兩臺(tái)機(jī)器人，其中一臺(tái)機(jī)器人作為夾具2.29所示。5.雙機(jī)器人工作站協(xié)調(diào)焊接系統(tǒng)2.31所示。協(xié)調(diào)掌握的優(yōu)點(diǎn)一、提高焊接質(zhì)量協(xié)調(diào)動(dòng)作掌握能適應(yīng)焊接工件和焊接電極之間的協(xié)調(diào)協(xié)作運(yùn)使焊縫處于最正確的焊接位置，特別適于三維曲線焊縫的焊接。如圖2.32焊位置。圖2.32 承受協(xié)調(diào)掌握焊接收子相貫線圖2.33 長(zhǎng)方形管子外外表焊縫的焊接使轉(zhuǎn)角處焊道不連續(xù)地連續(xù)焊接,2.33所示的長(zhǎng)方形管子的外外表焊縫的焊接。二、提高生產(chǎn)率協(xié)調(diào)動(dòng)作掌握可以使工件在焊接過程中位置和姿勢(shì)連續(xù)變動(dòng)，節(jié)約了一般焊接系統(tǒng)工件位置和姿勢(shì)再定位的時(shí)間，縮短了示教時(shí)2.32所示的管子相貫線的焊接，承受通常的焊接系統(tǒng)需要10020點(diǎn)。同時(shí)雙面焊接時(shí)可節(jié)約工件翻轉(zhuǎn)時(shí)間，縮短了焊接工作周期在“無(wú)夾具焊接系統(tǒng)”中，焊接工件定位、夾持及工件的搬運(yùn)均由機(jī)器人完成，縮短了循環(huán)時(shí)間30—40%三、縮減機(jī)器人系統(tǒng)的投資雙面焊接時(shí)不需要翻轉(zhuǎn)設(shè)備由于工件夾具所需的投資要比通用機(jī)器人高得多，因此“無(wú)夾具焊接系統(tǒng)”可縮減 本錢10—20%協(xié)調(diào)及獨(dú)立掌握系統(tǒng)的示教機(jī)器人的協(xié)調(diào)及獨(dú)立掌握的示教對(duì)于不同種類機(jī)器人來說是不同的，但示教過程卻根本一樣。下面以日本DAIHENOTC機(jī)器人為例，來說明協(xié)調(diào)及獨(dú)立掌握的示教過程。圖2.34 協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)掌握系統(tǒng)的配置舉例機(jī)械裝置機(jī)器人的協(xié)調(diào)及獨(dú)立掌握系統(tǒng)一般包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的機(jī)械裝置，因此在手動(dòng)操作以前應(yīng)依據(jù)任務(wù)的要求選擇相應(yīng)的機(jī)械裝置。OTC機(jī)器人定義了以下四種機(jī)械裝置〔如圖2.34所示：機(jī)械裝置1：指安裝有工具〔焊槍、砂輪等〕的操作機(jī)〔工具側(cè)操作機(jī)tool-sidemanipulator〕機(jī)械裝置2：指安裝有移開工件裝置的操作機(jī)〔工件側(cè)操作機(jī)workpiece-sidemanipulator〕, 在無(wú)夾具焊接系統(tǒng)中包含機(jī)械裝置23：指移開工具側(cè)操作機(jī)的移動(dòng)滑臺(tái)機(jī)械裝置4：指移開工件側(cè)操作機(jī)的移動(dòng)滑臺(tái)或裝夾工件的變位機(jī)〔工件側(cè)變位機(jī)workpiece-sidepositioner〕機(jī)械裝置的選擇通過按鈕來切換。坐標(biāo)系操作機(jī)可在以下坐標(biāo)系中進(jìn)展手動(dòng)操作：關(guān)節(jié)坐標(biāo)系基座坐標(biāo)系笛卡兒坐標(biāo)系 工具坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系的是移動(dòng)滑臺(tái)和變位機(jī)只在關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下運(yùn)動(dòng)。工件坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系是一個(gè)直角坐標(biāo)系，其原點(diǎn)和坐標(biāo)軸的方向固定在工件側(cè)，如圖2.35所示。當(dāng)工件移動(dòng)時(shí)原點(diǎn)及坐標(biāo)軸方向的轉(zhuǎn)變與工2.36所示。當(dāng)工件側(cè)機(jī)械裝置不運(yùn)動(dòng)時(shí)，在工件坐標(biāo)系下腕部軸的運(yùn)動(dòng)與基原點(diǎn)和坐標(biāo)軸的方向，腕部軸的運(yùn)動(dòng)將參考的原點(diǎn)和坐標(biāo)軸方向。確定坐標(biāo)系確定坐標(biāo)系固定在地基上，與機(jī)械裝置的方位無(wú)關(guān)，如圖2.37所隨機(jī)械裝置的方位而轉(zhuǎn)變。圖