工业机器人焊接工作站示教编程应用

1、1.1 工业机器人焊接工作站示教编程应用1.1.1 任务目标手动示教焊接机器人完成直线焊缝的焊接，熟练掌握焊接工作站的应用，包括工作站的组成、设备功能等，还要熟练掌握焊接指令的应用，以便熟练的进行焊接任务的操作。1.1.2 任务描述本次任务是完成手动示教编辑焊接程序，使机器人能够完成从P10点运动到P30点的焊接示教过程，示教的焊接轨迹如图41所示。图Error! No text of specified style in document.1焊接示教过程1.1.3 知识储备1.1.3.1 焊接应用特点类型焊接机器人作为当前广泛使用的先进自动化焊接设备，具有通用性强、焊接稳定的优点，并且操作简

2、捷、功能丰富，越来越受到人们的重视。使用机器人完成一项焊接任务只需操作者对焊接轨迹进行一次示教，机器人即可精确地再现示教轨迹的每一步操作。如果让机器人去做另一项工作，无需改变任何硬件，只要对机器人再做一次示教即可。归纳起来，焊接机器人的主要优点如下：稳定且提高焊接质量，保证焊缝的均匀性；提高劳动生产率，一天可24小时连续工作；改善工人劳动条件，可在有害环境下工作； 降低对工人操作技术的要求； 缩短产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资； 可实现小批量产品的焊接自动化； 能在空间站建设、核电站维修、深水焊接等极限条件下完成人工难以进行的焊接作业； 为焊接柔性生产线提供技术基础。1.1.3.2

3、 焊接指令的应用ABB焊接工业机器人的弧焊指令的基本功能与普通“Move”指令一样，可实现运动及定位。另外，弧焊指令还包括三个焊接参数：seam，weld，weave。1. ArcL指令：直线焊接指令，功能类似于MoveL指令，其主要包含以下3个选项：（1）ArcLStart：开始焊接。（2）ArcLEnd：焊接结束。（3）ArcL：焊接中间点。2. ArcC指令：圆弧焊接指令，功能类似于MoveC，其主要包含以下3个选项：（1）ArcCStart：开始焊接。（2）ArcCEnd：焊接结束。（3）ArcC：焊接中间点。3. Seam指令：（弧焊参数，Seamdata）弧焊参数的一种，该指令定义

4、了起弧和收弧时的相关参数，如图42所示，主要参数包括：purge_time、preflow_time、post_time，各参数含义见表1。图Error! No text of specified style in document.2 Seam弧焊参数表1Seam参数含义弧焊参数（指令）指令定义的参数Purge_time保护气管路的预充气时间,单位：秒Preflow_time保护气的预吹气时间Postflow收弧后保护气体的吹气时间（为防止焊缝氧化）4. Weld指令：（弧焊参数，Welddata）弧焊参数的一种，定义焊接参数，如图43所示，含义见下表2。图Error! No text of

5、 specified style in document.3 Weld弧焊参数表2 Weld参数含义弧焊参数（指令）指令定义的参数weld_speed焊接速度Org_weld_speed焊接电压5. Weave指令：（弧焊参数，weavedata）弧焊参数的一种，定义摆动参数，如图44所示，含义见下表3。图Error! No text of specified style in document.4 Weave弧焊参数表3 Weave参数含义弧焊参数（指令）指令定义的参数Weave_shape焊枪摆动类型0无摆动1平面锯齿形摆动2空间V字形摆动3空间三角形摆动Weave_type机器人摆动方式

6、0机器人所有的轴均参与摆动1仅手腕参与摆动Weave_length摆动一个周期的长度Weave_width摆动一个周期的宽度Weave_height空间摆动一个周期的高度6. 典型语句的示例ArcLStart p10，v200，seam1，weld1，fine，tool0；ArcLStart：直接移动焊枪焊接。p10:目标点位置。V200：单步运行时的焊枪移动速度，在焊接过程中被weld_speed取代。fine：zonedata，同普通的Move指令，但焊接指令中一般均用fine。tool0：tooldata，同普通的Move指令，定义工具坐标系参数，一般不用修改。1.1.3.3 CO2气体

7、保护焊工艺及焊前准备1. CO2气体保护焊工艺特点CO2保护焊工艺一般包括短路过渡和细滴过渡两种。短路过渡工艺采用细焊丝、小电流和低电压。焊接时，熔滴细小而过渡频率高，飞溅小，焊缝成形美观。短路过渡工艺主要用于焊接薄板及全位置焊接。细滴过渡工艺采用较粗的焊丝，焊接电流较大，电弧电压也较高。焊接时，电弧是连续的，焊丝熔化后以细滴形式进行过渡，电弧穿透力强，母材熔深大。细滴过渡工艺适用于中厚板焊件的焊接。CO2保护焊的焊接参数包括焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、保护气流量及焊丝伸出长度等。如果采用细滴过渡工艺进行焊接，电弧电压必须在3445V范围内，焊接电流则根据焊丝直径来选择。对于不同直

8、径的焊丝，实现细滴过渡的焊接电流下限是不同的，见下表4。表4细滴过渡工艺焊接参数焊丝直径/mm电流下限/A电弧电压/V1.230034451.64002.05004.07001) 焊接参数本工作站中，CO2气体浓度为99.5%以上，焊丝为直径1.2mm的碳钢药芯，其焊接参数见下表5。表5焊接参数焊接参数设定值焊丝直径1.2mm电流下限300A电弧电压3445V焊接速度4060m/h保护气流量2550L/min2. 焊前准备1）锁定焊弧工艺在空载或调试焊接程序时，需要禁止焊接启动功能，或禁止其他功能（摆动启动功能、跟踪启动功能、适用焊接速度功能）。2）手动送丝和退丝在确定引弧位置时，常常要使焊丝

9、有合适的伸出长度并与工件轻轻接触，故需要手动送丝功能；若焊丝长度超过要求，则需要适用手动退丝功能或手工剪断。一般来说，焊丝伸出焊枪长度为15倍焊丝直径，故手动送丝时，焊丝伸出长度为1015mm。3）手动控制保护气保护气的流量对焊接质量有重要影响，焊接时的保护气流量必须在焊前准备过程中调节好。1.1.4 任务实施焊接机器人示教编程操作步骤如下：1）首先在工作台上，安装要焊接的工件，如图45所示。图Error! No text of specified style in document.5安装焊接工件2）在机器人示教器上，点击“ABB”按钮，进入主菜单，然后点击“程序编辑器”选项，在弹出的选择对

10、话框中，单击“新建”按钮，以新建程序模块，如图46所示。图Error! No text of specified style in document.6新建程序模块3）单击“例行程序”选项栏进入例行程序的创建，单击“文件”菜单，选择“新建例行程序”，进入程序编辑界面，如图47所示。图Error! No text of specified style in document.7程序编辑界面4）单击“添加指令”按钮，选择“Motion&Proc”，如图48所示。图Error! No text of specified style in document.8添加指令“Motion&P

11、roc”5）手动操作机器人，将其移动到p10点（焊接开始点），如图49所示。图Error! No text of specified style in document.9操作机器人移动到焊接起点6）添加指令“ArcLStart”，第一个“EXP”，选择“seam1”，然后单击“确定”按钮，如图410所示。图Error! No text of specified style in document.10添加指令“ArcLStart”选择seam1数据7）第二个“EXP”选择“weld1”，然后单击“确定”，如图411所示。图Error! No text of specified style i

12、n document.11选择weld1数据8）双击“*”，“*”代表着目标点，机器人已经在起始点p10位置，双击则会进入数据点名称设置界面，如图412所示。图Error! No text of specified style in document.12数据点名称设置界面9）点击“新建”，进入数据点编辑界面，这里名称命名为“p10”，然后单击“确定”按钮，如图413所示。图Error! No text of specified style in document.13数据点编辑界面10）手动操作机器人，将其移至p20点（焊接中间点），如图414所示。图Error! No text of sp

13、ecified style in document.14操作机器人移至焊接中间点11）在示教器上添加指令“ArcL”，使机器人从p10点运动到p20点，如图415所示。图Error! No text of specified style in document.15添加指令“ArcL”12）手动操作机器人，将其移至P30点（焊接结束点），如图416所示。图Error! No text of specified style in document.16操作机器人移至焊接结束点13）在示教器上添加焊接指令“ArcLEnd”，参数设置可以参考前面焊接指令“ArcLStart”，如图417所示。图Er

14、ror! No text of specified style in document.17添加指令“ArcLEnd”14）手动操作移动机器人至焊接开始点上方p40点作为焊接作业临近点，并在程序“ArcLStart”上方添加指令“MoveL”或“MoveJ”，如图418所示及如图419所示。图Error! No text of specified style in document.18焊接临近点插入指令图Error! No text of specified style in document.19确定插入位置15）在“MoveL”程序一行修改速度，双击“v1000”，如图 4 31所示。选

15、中“v200”，点击“确定”，如图421所示。图Error! No text of specified style in document.20选中速度双击图Error! No text of specified style in document.21选择修改速度16）同样，移动机器人至焊接结束点上方p50作为焊枪规避点，添加指令“MoveL”或“MoveJ”，如图422所示。图Error! No text of specified style in document.22焊枪规避点添加指令17）至此，示教程序编辑完成，开始调试程序，点击“PP至例行程序”，如图423所示。图Error! No text of specified style in document.23点击“P