焊接机器人操作编程及应用教学

《焊接机器人操作编程及应用》
（ABB、MOTOMAN、FANUC、KUKA、OTC机器人）
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5－6个自由度 。
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
①控制柜 （V）KR C4； ②机械手（机器人本体）； ③手持操作和编程器（库 卡 smartPAD）
图5-1 库卡机器人构成
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
①用于拔下 smartPAD 的按钮；②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；③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；④3D 鼠标。 用于手动移动机器人；⑤移动键。用于 手动移动机器人；⑥用于设定程序倍率 的按键；⑦用于设定手动倍率的按键； ⑧主菜单按键。用来在 smartHMI 上将菜 单项显示出来；⑨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；⑩ 启动键。通过启动键可启动一个程序； ⑾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；⑿停止 键。用停止键可暂停正运行中的程序； ⒀键盘按键。
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
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
①防护围栏；②轴1、2和3的机械终端止挡或者轴范围限制装置；③ 防护门及具有关闭功 能监控的门触点或光栅；④紧急停止按钮（外部）；⑤紧急停止按钮、确认键、调用连接
脉冲编码器 J 1轴电机
J２轴
J３轴 J４轴
J６轴
J５轴
手腕法兰盘 J 2手臂
脉冲编码器 J ２ 轴电机
减速器
J 1（旋转）轴 底座
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
轴电机
J 1底座
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、P30 ArcC g40,g50, v200, seam2, weld2, z10, Torch1;-----------中间点P40、50 ArcC g60,g70, v200, seam2, weld2, z10, Torch1;-----------中间圆弧点P60、70 ArcC g70, v200, seam2, weld2, z10, Torch1;---------------中间圆弧点P70 ArcCEnd g80, v200, seam1, weld1, fine, Torch1;-----------焊接结束点P80 MoveJ g90, v200, z50, Torch1;----------------------------P80点到P90点移动 MoveJ g100, v200, z50, Torch1;---------------------------P90点到P100点移动 MoveAbsJ jpos10\NoEOffs, v1000, z0, Torch1;--------------回到零点
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
① EMD（电子控制仪）；②测量套筒； ③探针；④测量槽；⑤预零点标定标记
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
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5～20kg；点焊
机器人为50～200kg。 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
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6-13 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
管理器的钥匙开关；⑥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
①-通讯电缆；②-焊接电缆；③-气体减压流量表；④-焊接电源；⑤-其他（水箱或变压器）