《焊接機器人操作編程及應(yīng)用》

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（ABB、MOTOMAN、FANUC、KUKA、OTC機器人）,《焊接機器人操作編程及應(yīng)用》,第1章 機器人基礎(chǔ)知識,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?biāo)系進(jìn)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(biāo)，反映機器人靈活性，對于焊接機器人一般具有5－6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(fù)重，通常情況下弧焊機器人為5～20kg；點焊機器人為50～200kg。 5．工作空間（Working Space）:機器人工作時，其腕軸交點能在空間活動的范圍。 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。,第1章 機器人基礎(chǔ)知識,圖1-1 機器人關(guān)節(jié)鏈,第1章 機器人基礎(chǔ)知識,圖1-2 關(guān)節(jié)軸及連桿參數(shù)標(biāo)識示意,第1章 機器人基礎(chǔ)知識,圖1-3 交流伺服電機的結(jié)構(gòu) 1-電動機 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,第1章 機器人基礎(chǔ)知識,圖1-4 RV減速機結(jié)構(gòu)原理圖,第1章 機器人基礎(chǔ)知識,圖1-5 多關(guān)節(jié)（軸）機器人控制原理框圖,第1章 機器人基礎(chǔ)知識,圖1-6 培訓(xùn)間的安全裝置示意 ①防護(hù)圍欄；②軸1、2和3的機械終端止擋或者軸范圍限制裝置；③ 防護(hù)門及具有關(guān)閉功能監(jiān)控的門觸點或光柵；④緊急停止按鈕（外部）；⑤緊急停止按鈕、確認(rèn)鍵、調(diào)用連接管理器的鑰匙開關(guān)；⑥內(nèi)置的 安全控制器；,第1章 機器人基礎(chǔ)知識,圖1-7 焊接機器人設(shè)備基本構(gòu)成 ①-通訊電纜；②-焊接電纜；③-氣體減壓流量表；④-焊接電源；⑤-其他（水箱或變壓器）,第2章 ABB機器人,圖2-1 IRB1410型機器人動作區(qū)域,第2章 ABB機器人,圖2-2 ABB機器人示教器外形,第2章 ABB機器人,圖2-3 示教器面板按鈕功能,第2章 ABB機器人,圖2-4 示教器操作界面示意,第2章 ABB機器人,圖2-5 系統(tǒng)主菜單中的功能項目,第2章 ABB機器人,圖2-6 快捷菜單上的按鈕,第2章 ABB機器人,圖2-7 各種坐標(biāo)系的用途及說明,第一單元 ABB機器人編程操作,表2-8 動作模式及操縱桿移動方式及說明,第2章 ABB機器人,圖2-9 機器人各軸動作方向,第2章 ABB機器人,圖2-10 圓弧運動示意,圖2-11 圓弧運動程序,第2章 ABB機器人,圖2-12 焊接指令事例,圖2-13 焊接起收弧程序,第2章 ABB機器人,圖2-14 曲線軌跡示教指令示意圖,第2章 ABB機器人,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P10點移動 ArcLStart g30, v200, seam2, weld2, fine, Torch1;---------焊接開始P20、P30 ArcC g40,g50, v200, seam2, weld2, z10, Torch1;-----------中間點P40、50 ArcC g60,g70, v200, seam2, weld2, z10, Torch1;-----------中間圓弧點P60、70 ArcC g70, v200, seam2, weld2, z10, Torch1;---------------中間圓弧點P70 ArcCEnd g80, v200, seam1, weld1, fine, Torch1;-----------焊接結(jié)束點P80 MoveJ g90, v200, z50, Torch1;----------------------------P80點到P90點移動 MoveJ g100, v200, z50, Torch1;---------------------------P90點到P100點移動 MoveAbsJ jpos10\NoEOffs, 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,第3章 安川機器人,圖3-1 安川機器人示教器 各鍵名稱及持握方法,第3章 安川機器人,圖3-2示教編程器的五個顯示區(qū),第3章 安川機器人,圖3-3 畫面的名稱顯示,第3章 安川機器人,圖3-4 主菜單區(qū)顯示,第3章 安川機器人,圖3-5 控制柜的狀態(tài)顯示,第3章 安川機器人,圖3-6 菜單的明細(xì)顯示,第3章 安川機器人,圖3-7 S、L、U、R、B、T 各軸運動圖示,第3章 安川機器人,圖3-9 命令的追加操作步驟-選擇命令組,第3章 安川機器人,圖3-9 粘貼操作步驟-選擇菜單{編輯},第3章 安川機器人,圖3-10 調(diào)出前一個序號文件,第3章 安川機器人,圖3-11 擺焊指令的調(diào)用,第3章 安川機器人,圖3-12 A點到B點的焊接程序,第3章 安川機器人,表3-1 焊接指令及程序說明,第4章 FANUC機器人,圖4-1 FANUC機器人手臂的基本結(jié)構(gòu),第4章 FANUC機器人,圖4-2 機器人控制器硬件構(gòu)成,第4章 FANUC機器人,圖4-3 機器人示教器各鍵的名稱及功能,第4章 FANUC機器人,圖4-4 示教器顯示屏位置標(biāo)識,第4章 FANUC機器人,圖4-5 屏幕菜單,第4章 FANUC機器人,圖4-6 操作面板,第4章 FANUC機器人,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,第4章 FANUC機器人,圖4-8 程序目錄畫面,第4章 FANUC機器人,圖4-9 程序編輯畫面（1）,第4章 FANUC機器人,圖4-10 程序目錄畫面,第4章 FANUC機器人,圖4-11 運動指令在程序中的應(yīng)用,第4章 FANUC機器人,圖4-12 手動執(zhí)行程序的操作,第4章 FANUC機器人,圖4-13 記錄保存了的點,第4章 FANUC機器人,圖4-14 盒子四周的焊接程序,第4章 FANUC機器人,圖4-15 起弧參數(shù)位置,第4章 FANUC機器人,圖4-16 起弧參數(shù)設(shè)置,第4章 FANUC機器人,圖4-17 盒子上的示教點及軌跡,第4章 FANUC機器人,圖4-18 盒子上的示教點及軌跡程序,第5章 KUKA機器人,圖5-1 庫卡機器人構(gòu)成,①控制柜 （V）KR C4； ②機械手（機器人本體）；③手持操作和編程器（庫卡 smartPAD）,第5章 KUKA機器人,圖5-2 庫卡機器人自由度,第5章 KUKA機器人,圖5-3 手持編程器各部位標(biāo)識,①用于拔下 smartPAD 的按鈕；②用于調(diào)出連接管理器的鑰匙開關(guān)。只有當(dāng)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；③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；④3D 鼠標(biāo)。用于手動移動機器人；⑤移動鍵。用于手動移動機器人；⑥用于設(shè)定程序倍率的按鍵；⑦用于設(shè)定手動倍率的按鍵；⑧主菜單按鍵。用來在 smartHMI 上將菜單項顯示出來；⑨工藝鍵。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；⑩啟動鍵。通過啟動鍵可啟動一個程序；⑾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；⑿停止鍵。用停止鍵可暫停正運行中的程序；⒀鍵盤按鍵。,第5章 KUKA機器人,圖5-4 拉動和按壓鼠標(biāo) 圖5-5 轉(zhuǎn)動或傾斜空間鼠標(biāo),第5章 KUKA機器人,a.編程器位置標(biāo)識 b.左手抓握方法 圖5-6 庫卡編程器背面 ①確認(rèn)開關(guān)；②啟動鍵 （綠色）；③確認(rèn)開關(guān)； ④USB 接口；⑤確認(rèn)開關(guān)；⑥型號銘牌,第5章 KUKA機器人,圖5-7 smartHMI操作界面,第5章 KUKA機器人,圖5-8 編程器各項目欄的名稱,第5章 KUKA機器人,圖5-9利用smartPAD 進(jìn)行在線示教,第5章 KUKA機器人,圖5-10 KUKA 機器人上的坐標(biāo)系,第5章 KUKA機器人,,圖5-11 EMD 校準(zhǔn)流程圖示,① EMD（電子控制儀）；②測量套筒； ③探針；④測量槽；⑤預(yù)零點標(biāo)定標(biāo)記,第5章 KUKA機器人,圖5-12 導(dǎo)航器,第5章 KUKA機器人,圖5-13 程序運行方向：向前/向后,第5章 KUKA機器人,圖5-14 機器人程序的結(jié)構(gòu),第5章 KUKA機器人,圖5-15 點到點移動,第5章 KUKA機器人,圖5-16 精確定位的PTP移動,第5章 KUKA機器人,圖5-17 線性移動,第5章 KUKA機器人,圖5-18 圓周運動,第5章 KUKA機器人,圖5-19 精確定位方式抵達(dá)的目標(biāo)點,第5章 KUKA機器人,圖5-20 軌跡逼近點,第5章 KUKA機器人,圖5-21 LIN運動的聯(lián)機表格,圖5-22 CIRC運動聯(lián)機表格,第5章 KUKA機器人,圖5-23 選項窗口運動參數(shù)(LIN, CIRC),第6章 OTC機器人,,,,,圖6-1 FD-V6機器人本體控制箱示教器,第6章 OTC機器人,圖6-2 FD11 控制裝置,圖6-3 操作盒,第6章 OTC機器人,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,第6章 OTC機器人,圖6-6 示教器正面,第6章 OTC機器人,圖6-7 示教中的畫面上顯示的各類信息,第6章 OTC機器人,圖6-8示教器背面,第6章 OTC機器人,圖6-9 縮小步數(shù)的示教實例,第6章 OTC機器人,(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,第6章 OTC機器人,圖6-11 記錄狀態(tài),圖6-12 示教器的插補指定顯示,第6章 OTC機器人,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。,第6章 OTC機器人,圖6-14 顯示常用命令畫面,第6章 OTC機器人,圖6-15 關(guān)節(jié)插補（JOINT）時的情況,第6章 OTC機器人,圖6-16 示教焊接程序步驟,第6章 OTC機器人,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,第6章 OTC機器人,圖6-19 弧焊結(jié)束命令（AE）示教例,第6章 OTC機器人,圖6-20 記錄焊接結(jié)束位置,第6章 OTC機器人,圖6-21 焊接擺動作業(yè)程序例,第6章 OTC機器人,圖6-22 固定型橫擺運槍條件的設(shè)定畫面顯示,第6章 OTC機器人,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,第6章 OTC機器人,表6-25 機器人的手動操作或自動運行模式,『公共練習(xí)題』,題圖1 示教點示意圖,『公共練習(xí)題』,題圖2 示教軌跡圖,『公共練習(xí)題』,題圖3 板與圓管平角焊示教點示意,『公共練習(xí)題』,題圖4 焊縫位置示意圖,『公共練習(xí)題』,圖1 工件左視圖（立焊示教點示意圖）,圖3 立焊A點位焊槍姿態(tài),圖4 立焊B點位焊槍姿態(tài),圖5 立焊C點位焊槍姿態(tài),圖2 立焊D點位焊槍姿態(tài),『公共練習(xí)題』,圖8 平角焊槍工作角（45°）,圖7 起始點①與結(jié)束點15槍姿,圖6 平角位示教點及焊接方向示意圖,