《焊接机器人操作编程及应用》

（ABB、MOTOMAN、FANUC、KUKA、OTC机器人）,焊接机器人操作编程及应用,第1章 机器人基础知识,工业机器人常用术语1自由度（degree of freedom， DOF ）:物体能够对坐标系进行独立运动的数目称为自由度，对于自由刚体，具有6个自由度。通常作为机器人的技术指标，反映机器人灵活性，对于焊接机器人一般具有56个自由度 。2位姿（Pose）:指工具的位置和姿态。3末端操作器（End Effector）:位于机器人腕部末端，直接执行工作要求的装置，如：夹持器、焊枪、焊钳等。4载荷（Payload）:指机器人手腕部最大负重，通常情况下弧焊机器人为520kg；点焊机器人为50200kg。5工作空间（Working Space）:机器人工作时，其腕轴交点能在空间活动的范围。6重复位姿精度（Pose Repeatability）:在同一条件下，重复N次所测得的位姿一致的程度。7轨迹重复精度（Path Repeatability）：沿同一轨迹跟随N次，所测得的轨迹之间的一致程度。8示教再现（playback robot）：通过操作示教器移动机器人焊枪，按照工作顺序确定焊枪姿态并存储焊丝端部轨迹点，通过调用各种命令并设定参数，生成一个机器人焊接作业程序。“作业程序”（或称任务程序）为一组运动及辅助功能命令，通过自动运行，机器人可以重复地顺序执行一系列的焊接作业程序。,第1章 机器人基础知识,图1-1 机器人关节链,第1章 机器人基础知识,图1-2 关节轴及连杆参数标识示意,第1章 机器人基础知识,图1-3 交流伺服电机的结构1-电动机 2-前端盖 3-三相绕组线圈 4-压板 5-定子 6-磁钢 7-后压板 8-动力线插头 9-后端盖 10-反馈插头 11-脉冲编码器 12-电机后盖,第1章 机器人基础知识,图1-4 RV减速机结构原理图,第1章 机器人基础知识,图1-5 多关节（轴）机器人控制原理框图,第1章 机器人基础知识,图1-6 培训间的安全装置示意防护围栏；轴1、2和3的机械终端止挡或者轴范围限制装置； 防护门及具有关闭功能监控的门触点或光栅；紧急停止按钮（外部）；紧急停止按钮、确认键、调用连接管理器的钥匙开关；内置的 安全控制器；,第1章 机器人基础知识,图1-7 焊接机器人设备基本构成-通讯电缆；-焊接电缆；-气体减压流量表；-焊接电源；-其他（水箱或变压器）,第2章 ABB机器人,图2-1 IRB1410型机器人动作区域,第2章 ABB机器人,图2-2 ABB机器人示教器外形,第2章 ABB机器人,图2-3 示教器面板按钮功能,第2章 ABB机器人,图2-4 示教器操作界面示意,第2章 ABB机器人,图2-5 系统主菜单中的功能项目,第2章 ABB机器人,图2-6 快捷菜单上的按钮,第2章 ABB机器人,图2-7 各种坐标系的用途及说明,第一单元 ABB机器人编程操作,表2-8 动作模式及操纵杆移动方式及说明,第2章 ABB机器人,图2-9 机器人各轴动作方向,第2章 ABB机器人,图2-10 圆弧运动示意,图2-11 圆弧运动程序,第2章 ABB机器人,图2-12 焊接指令事例,图2-13 焊接起收弧程序,第2章 ABB机器人,图2-14 曲线轨迹示教指令示意图,第2章 ABB机器人,程序及解读如下：PROC guanbanjian( 管板件)-程序名MoveJ g10, v1000, z50, Torch1;-P10点到P20点移动MoveJ g20, v1000, z50, Torch1;-P10点到P10点移动ArcLStart g30, v200, seam2, weld2, fine, Torch1;-焊接开始P20、P30ArcC g40,g50, v200, seam2, weld2, z10, Torch1;-中间点P40、50ArcC g60,g70, v200, seam2, weld2, z10, Torch1;-中间圆弧点P60、70ArcC g70, v200, seam2, weld2, z10, Torch1;-中间圆弧点P70ArcCEnd g80, v200, seam1, weld1, fine, Torch1;-焊接结束点P80MoveJ g90, v200, z50, Torch1;-P80点到P90点移动MoveJ g100, v200, z50, Torch1;-P90点到P100点移动MoveAbsJ jpos10NoEOffs, v1000, z0, Torch1;-回到零点Stop;ENDPROC-程序结束,图2-15 曲线轨迹示教指令示意图程序解读,第3章 安川机器人,图3-1 安川机器人示教器各键名称及持握方法,第3章 安川机器人,图3-2示教编程器的五个显示区,第3章 安川机器人,图3-3 画面的名称显示,第3章 安川机器人,图3-4 主菜单区显示,第3章 安川机器人,图3-5 控制柜的状态显示,第3章 安川机器人,图3-6 菜单的明细显示,第3章 安川机器人,图3-7 S、L、U、R、B、T 各轴运动图示,第3章 安川机器人,图3-9 命令的追加操作步骤-选择命令组,第3章 安川机器人,图3-9 粘贴操作步骤-选择菜单编辑,第3章 安川机器人,图3-10 调出前一个序号文件,第3章 安川机器人,图3-11 摆焊指令的调用,第3章 安川机器人,图3-12 A点到B点的焊接程序,第3章 安川机器人,表3-1 焊接指令及程序说明,第4章 FANUC机器人,图4-1 FANUC机器人手臂的基本结构,第4章 FANUC机器人,图4-2 机器人控制器硬件构成,第4章 FANUC机器人,图4-3 机器人示教器各键的名称及功能,第4章 FANUC机器人,图4-4 示教器显示屏位置标识,第4章 FANUC机器人,图4-5 屏幕菜单,第4章 FANUC机器人,图4-6 操作面板,第4章 FANUC机器人,2位模式开关 3位模式开关 图4-7 模式选择开关示意,第4章 FANUC机器人,图4-8 程序目录画面,第4章 FANUC机器人,图4-9 程序编辑画面（1）,第4章 FANUC机器人,图4-10 程序目录画面,第4章 FANUC机器人,图4-11 运动指令在程序中的应用,第4章 FANUC机器人,图4-12 手动执行程序的操作,第4章 FANUC机器人,图4-13 记录保存了的点,第4章 FANUC机器人,图4-14 盒子四周的焊接程序,第4章 FANUC机器人,图4-15 起弧参数位置,第4章 FANUC机器人,图4-16 起弧参数设置,第4章 FANUC机器人,图4-17 盒子上的示教点及轨迹,第4章 FANUC机器人,图4-18 盒子上的示教点及轨迹程序,第5章 KUKA机器人,图5-1 库卡机器人构成,控制柜 （V）KR C4；机械手（机器人本体）；手持操作和编程器（库卡 smartPAD）,第5章 KUKA机器人,图5-2 库卡机器人自由度,第5章 KUKA机器人,图5-3 手持编程器各部位标识,用于拔下 smartPAD 的按钮；用于调出连接管理器的钥匙开关。只有当钥匙插入时，方可转动开关，可以通过连接管理器切换运行模式；紧急停止键。用于在危险情况下关停机器人。紧急停止键在被按下时将自行闭锁；3D 鼠标。用于手动移动机器人；移动键。用于手动移动机器人；用于设定程序倍率的按键；用于设定手动倍率的按键；主菜单按键。用来在 smartHMI 上将菜单项显示出来；工艺键。工艺键主要用于设定工艺程序包中的参数。其确切的功能取决于所安装的工艺程序包；启动键。通过启动键可启动一个程序；逆向启动键。用逆向启动键可逆向启动一个程序。程序将逐步运行；停止键。用停止键可暂停正运行中的程序；键盘按键。,第5章 KUKA机器人,图5-4 拉动和按压鼠标 图5-5 转动或倾斜空间鼠标,第5章 KUKA机器人,a.编程器位置标识 b.左手抓握方法图5-6 库卡编程器背面确认开关；启动键 （绿色）；确认开关；USB 接口；确认开关；型号铭牌,第5章 KUKA机器人,图5-7 smartHMI操作界面,第5章 KUKA机器人,图5-8 编程器各项目栏的名称,第5章 KUKA机器人,图5-9利用smartPAD 进行在线示教,第5章 KUKA机器人,图5-10 KUKA 机器人上的坐标系,第5章 KUKA机器人,图5-11 EMD 校准流程图示, EMD（电子控制仪）；测量套筒；探针；测量槽；预零点标定标记,第5章 KUKA机器人,图5-12 导航器,第5章 KUKA机器人,图5-13 程序运行方向：向前/向后,第5章 KUKA机器人,图5-14 机器人程序的结构,第5章 KUKA机器人,图5-15 点到点移动,第5章 KUKA机器人,图5-16 精确定位的PTP移动,第5章 KUKA机器人,图5-17 线性移动,第5章 KUKA机器人,图5-18 圆周运动,第5章 KUKA机器人,图5-19 精确定位方式抵达的目标点,第5章 KUKA机器人,图5-20 轨迹逼近点,第5章 KUKA机器人,图5-21 LIN运动的联机表格,图5-22 CIRC运动联机表格,第5章 KUKA机器人,图5-23 选项窗口运动参数(LIN, CIRC),第6章 OTC机器人,图6-1 FD-V6机器人本体控制箱示教器,第6章 OTC机器人,图6-2 FD11 控制装置,图6-3 操作盒,第6章 OTC机器人,图6-4 FD11控制装置电源开关及操作面板,图6-5 操作面板,第6章 OTC机器人,图6-6 示教器正面,第6章 OTC机器人,图6-7 示教中的画面上显示的各类信息,第6章 OTC机器人,图6-8示教器背面,第6章 OTC机器人,图6-9 缩小步数的示教实例,第6章 OTC机器人,(a)利用记录状态示教移动命令 (b)利用1个画面示教移动命令图6-10 操作模式A的两种示教方法,第6章 OTC机器人,图6-11 记录状态,图6-12 示教器的插补指定显示,第6章 OTC机器人,图6-13 记录的步被写入作业程序1步号。跳步时指定该步号。2设定的速度。3插补种类。显示JOINT、LIN、C1/C2。4精度。有重叠时为A8，无重复时为A1。指定了定位时，附加“P”。5工具编号。,第6章 OTC机器人,图6-14 显示常用命令画面,第6章 OTC机器人,图6-15 关节插补（JOINT）时的情况,第6章 OTC机器人,图6-16 示教焊接程序步骤,第6章 OTC机器人,图6-17 记录弧焊开始命令,图6-18 记录弧焊开始命令后的步骤显示含义,第6章 OTC机器人,图6-19 弧焊结束命令（AE）示教例,第6章 OTC机器人,图6-20 记录焊接结束位置,第6章 OTC机器人,图6-21 焊接摆动作业程序例,第6章 OTC机器人,图6-22 固定型横摆运枪条件的设定画面显示,第6章 OTC机器人,图6-23 记录固定方式焊枪摆动开始命令（WFP）,图6-24 示教焊枪摆动结束命令,第6章 OTC机器人,表6-25 机器人的手动操作或自动运行模式,公共练习题,题图1 示教点示意图,公共练习题,题图2 示教轨迹图,公共练习题,题图3 板与圆管平角焊示教点示意,公共练习题,题图4 焊缝位置示意图,公共练习题,图1 工件左视图（立焊示教点示意图）,图3 立焊A点位焊枪姿态,图4 立焊B点位焊枪姿态,图5 立焊C点位焊枪姿态,图2 立焊D点位焊枪姿态,公共练习题,图8 平角焊枪工作角（45）,图7 起始点与结束点15枪姿,图6 平角位示教点及焊接方向示意图,