4-3 机器人焊接单元编程

李庆梅张飞主编机械工业出版社项目四

焊接单元创建及仿真

任务4.3机器人焊接单元编程任务描述任务目标1.熟悉EasySimulation机器人程序编辑器2.掌握机器人运动编程指令3.熟悉机器人逻辑控制指令任务内容1.机器人对传送带的控制2.机器人对变位机的控制3.机器人焊接知识储备1.机器人程序编辑器机器人程序编辑器用于在虚拟环境中创建、编辑和优化机器人程序，界面如图所示。１—主程序２—语句工具栏３—条件语句４—嵌套语句５—运动类别语句６—子程序７—删除选中程序８—复制选中程序９—添加子程序10—导入程序11—导出程序知识储备2.机器人编程（1）基础运动指令

EasySimulation中提供机器人点到点运动和线性运动两种控制方式。

点到点运动是指工具在两个目标点之间的任意运动，不进行轨迹控制和姿势控制。

线性动作是指工具在两个目标点之间沿直线运动，从动作开始点到结束点以线性的方式对TCP移动轨迹进行控制的一种移动方法。知识储备2.机器人编程机器人点到点及机器人线性运动分别如图1、图2所示。图1点到点运动图2线性运动知识储备2.机器人编程（2）机器人示教与编程

创建仿真布局，如图所示，将机器人的J5轴设置为-90°，使工具垂直向下，单击“程序编辑器”中的点对点运动按钮，将该点记录为机器人工作初始位置，程序编辑器中就出现记录了该点的程序语句。知识储备2.机器人编程

单击工具栏中的“捕捉”按钮，依次捕捉Block的４个角点，机器人将自动运行至指定点。

添加运动指令，机器人将从初始位置开始，沿Block的边沿线运动一圈后再回到初始位置，程序如图所示。知识储备3.特殊运动指令（1）调用程序指令

搭建基本仿真工业机器人场景后，可通过操纵机器人动作，创建一条或多条运动指令。

如图所示，添加程序，出现子程序属性页面，程序名称为“Sequencel”，可以根据需要对该子程序重新命名。知识储备3.特殊运动指令

在之前的布局中新增一个三角形几何体，在新的子程序中，示教机器人沿三角形几何体的上边线运行一圈，并创建程序指令语句，如图所示。知识储备3.特殊运动指令

在主程序中，使用CALL指令调用“Sequencel”子程序，并在其动作属性中，输入需要被执行的子程序名称，如图所示。知识储备3.特殊运动指令（2）延时指令

延时指令的功能是让机器人延长特定的时间后，继续执行后面的程序语句。

创建延时指令，如图所示。知识储备4.逻辑控制指令（1）指定变量动作添加变量，如图所示。知识储备4.逻辑控制指令（2）条件判断及循环指令

在EasySimulation中，程序编辑器中的条件判断用IF指令，循环用While指令。将“CallSequence1”语句拖动至While语句中，如图所示。项目四

焊接单元创建及仿真

任务4.3机器人焊接单元编程任务实施任务实施1.焊接单元程序模块

该工作站中涉及两个机器人，两个机器人程序需要分开编写。

机器人R1主要执行上下料操作，因此，将其程序分为三个模块，即主函数、上料程序和下料程序。

机器人R2主要执行焊接操作，因此其程序只需要一个主程序。在程序界面，单击两个机器人，即可进行程序编写界面的切换。任务实施1.焊接单元程序模块

机器人R1的程序界面如图，其主函数包含４条语句，While函数条件设置为True，因此机器人R1一直处于待机状态。任务实施2.机器人R1上料程序（1）机器人夹具的设置

单击机器人R1，在出现的“组件属性”窗口中选择“点动”，设置机器人工具信息。

“基坐标”选择“Uframe1”，“工具”选择“GripperTCP”，如图所示。任务实施2.机器人R1上料程序（2）机器人R1对传送带的控制

上料传送带在抓取过程中要求Conv1停止，因此需要增加机器人R1对传送带Conv1的控制语句。

首先等待物料到达，然后机器人R1给Conv1发送停止指令，最后执行抓取动作。

下图是机器人R1控制传送带Conv1程序编辑界面。任务实施2.机器人R1上料程序（3）物料抓取

单击仿真开始按钮，“BasicFeeder”开始上料，当上料停止时，单击仿真暂停按钮。

在功能区单击“捕捉”按钮，在工件上选取机器人R1上料的抓取点，机器人R1将自动调整姿态使手爪到达选取点，如图所示；

在程序编辑器中记录该点为，动作方式为线性运行。任务实施2.机器人R1上料程序（4）添加手爪信号

通常在实际工作中，为了确保机器人抓稳，可将抓取动作延迟0.5s。

在SetOut语句后单击“延迟动作”图标，输入时间，如图所示。任务实施2.机器人R1上料程序（5）手爪动作配置

单击机器人R1，在“组件属性”窗口下方设置“动作配置”选项组，输出信号要与程序中使用的信号一致，即“输出”属性选择“15”，将“对时”属性设置为“抓取”，“使用工具”选择“GripperTCP”，如图所示。任务实施2.机器人R1上料程序（6）机器人R1将工件从传送带Conv1运送至变位机

本项目机器人R1抓取点到物料下边沿的距离为57.5mm，如图所示。任务实施2.机器人R1上料程序（7）在变位机上物料放置点处，添加“SetOut[15]==False”指令，使手爪松开，将物料放下去。

上料完成后，再让机器人R1回到等待点，等待执行下一次上料程序。运行仿真，检查是否有碰撞。至此，上料程序完成。任务实施2.机器人R1上料程序（8）机器人R1将物料搬运至变位机后，需要通知机器人R2开始焊接。在程序末尾添加指令“SetOut[0]==True”。完整的上料程序如图所示。任务实施3.机器人R2焊接程序

当机器人R1上料完成后，暂停程序。单击机器人R2，在新打开的程序编辑器中完成焊接程序编写。（1）设置工具坐标系。单击机器人R2，在“组件属性”窗口选择“点动”，“基坐标”选择“Uframe1”，“工具”选择“TCP”。（2）在程序编辑器中添加接收机器人R1上料完成信号的指令“WaitIn[0]==True”，即焊接开始信号。任务实施3.机器人R2焊接程序（3）焊接程序编写。

在本项目中，焊接工件内边框的一部分，焊缝位置为图所示的方框标识处。调整变位机姿态，使工件处于便于焊接的位置。任务实施3.机器人R2焊接程序

焊接轨迹编程有两种方式：①手动依次选择焊点，完成每个点位处的程序编写；②EasySimulation提供了焊接轨迹自动选择及生成功能，选择焊接边线等轨迹后，可以自动生成焊点。

显然，第②种方法更加便捷，本项目中采用焊接轨迹自动选择及生成功能来完成程序编写。任务实施3.机器人R2焊接程序

焊接路径动作指令、焊接路径的选择以及焊接动作参数如图所示。路径动作指令焊接路径的选择机器人R2焊接动作参数任务实施3.机器人R2焊接程序（4）选定焊接路径。

依次选择待焊接处边线，可用测量工具测量工件尺寸，确定焊点间隔；确定后，所选边线自动转化为焊接轨迹，程序编辑器中生成对应的语句。

单击仿真按钮，机器人R2自动到达焊接位置。任务实施3.机器人R2焊接程序（5）焊接位姿调整。

若焊接过程中，焊枪与工件发生干涉，可调整焊枪或机器人姿态。用鼠标在程序中选择发生干涉处的焊点，调整工业机器人TCP坐标系X、Y、Z的旋转角度，使得焊枪不与工件发生碰撞，如图所示。任务实施3.机器人R2焊接程序

依次选择４条焊接边线，完成上述操作，机器人R2焊接的完整程序如图所示。任务实施4.机器人R1下料程序（1）机器人R2完成焊接后，会向机器人R1发送信号。因此，机器人