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焊接机器人编程:工业焊接机器人如何编程?焊接机器人编程的3种主要方法!

发布日期:2020-08-07 14:55:34 浏览次数:159 来源:悦普达自动化焊接机器人 作者:马工
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信息摘要:
工业焊接机器人 是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人,它主要包括机器人和焊接设备两部分。其中,机器人由机器人本体和控制柜(硬件及软件)组成;而焊接装备,以弧焊及点焊为...
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原文标题:焊接机器人编程:工业焊接机器人如何编程?焊接机器人编程的3种主要方法!

工业焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人,它主要包括机器人和焊接设备两部分。其中,机器人由机器人本体和控制柜(硬件及软件)组成;而焊接装备,以弧焊及点焊为例,则由焊接电源(包括其控制系统)、送丝机(弧焊)、焊枪(钳)等部分组成。对于智能机器人,还应配有传感系统,如激光或摄像传感器及其控制装置等。下面悦普达自动化根据多年工业机器人经验总结了工业自动焊接机器人编程技巧及3种主要方法。

焊接机器人应用中存在的问题和解决措施

(1)出现焊偏问题:可能为焊接的位置不正确或焊枪寻找时出现问题。这时,要考虑TCP(焊枪中心点位置)是否准确,并加以调整。如果频繁出现这种情况就要检查一下机器人各轴的零位置,重新校零予以修正。  

(2)出现咬边问题:可能为焊接参数选择不当、焊枪角度或焊枪位置不对,可适当调整。  

(3)出现气孔问题:可能为气体保护差、工件的底漆太厚或者保护气不够干燥,进行相应的调整就可以处理。  

(4)飞溅过多问题:可能为焊接参数选择不当、气体组分原因或焊丝外伸长度太长,可适当调整机器功率的大小来改变焊接参数,调节气体配比仪来调整混合气体比例,调整焊枪与工件的相对位置。  

(5)焊缝结尾处冷却后形成一弧坑问题:可编程时在工作步中添加埋弧坑功能,可以将其填满。

焊接机器人的编程技巧  

(1)选择合理的焊接顺序,以减小焊接变形、焊枪行走路径长度来制定焊接顺序。  

(2)焊枪空间过渡要求移动轨迹较短、平滑、安全。  

(3)优化焊接参数,为了获得最佳的焊接参数,制作工作试件进行焊接试验和工艺评定。

(4)采用合理的变位机位置、焊枪姿态、焊枪相对接头的位置。工件在变位机上固定之后,若焊缝不是理想的位置与角度,就要求编程时不断调整变位机,使得焊接的焊缝按照焊接顺序逐次达到水平位置。同时,要不断调整机器人各轴位置,合理地确定焊枪相对接头的位置、角度与焊丝伸出长度。工件的位置确定之后,焊枪相对接头的位置必须通过编程者的双眼观察,难度较大。这就要求编程者善于总结积累经验。   

(5)及时插入清枪程序,编写一定长度的焊接程序后,应及时插入清枪程序,可以防止焊接飞溅堵塞焊接喷嘴和导电嘴,保证焊枪的清洁,提高喷嘴的寿命,确保可靠引弧、减少焊接飞溅。   

(6)编制程序一般不能一步到位,要在机器人焊接过程中不断检验和修改程序,调整焊接参数及焊枪姿态等,才会形成一个好程序。
       随着先进制造技术的发展,实现焊接产品制造的自动化、柔性化与智能化已成为必然趋势。目前,采用机器人焊接已成为焊接自动化技术现代化的主要标志。焊接机器人由于具有通用性强、工作可靠的优点,受到了人们越来越多的重视。

    以上是工业自动焊接机器人在应用过程中可能出现的问题和解决措施,针对这些出现的问题,在焊接机器人编程的时候就需要使用的一些技巧。下面为大家总结了工业焊接机器人编程
的3种主要方法。

 

 

焊接机器人编程的3种主要方法

  从20世纪年代工业机器人诞生以来机器人应用程度和应用规模成为工业自动化水平的典型标志之一。我国是焊接机器人应用和需求大国,从80年代开始许多科研机构已经着手进行焊接机器人的研究,取得了长足的进步和发展,国内焊接机器人主要有两家制造公司,分别是新松机器人自动化股份有限公司和首钢莫托曼机器人有限公司。但是与欧美和日本等国家相比较,机器人的控制水平和可靠性能还存在一定差距,也还未形成一定的规模产业。焊接机器人作为一种可编程装置,按照其编程方式可分为示教编程、离线编程和自主编程三种。
  (1)示教编程
  示教编程是指操作人员通过人工手动的方式,利用示教板移动机器人末端焊枪跟踪焊缝,适时记录焊件焊缝轨迹和焊接工艺参数,机器人根据记录信息采用逐点示教的方式再现焊接过程。
       这种逐点记录焊枪姿态再重现的方法需要操作人员充当外部传感的角色,机器人自身缺乏外部信息传感,灵活性较差,而且对于结构复杂的焊件,需要操作人员花费大量的时间进行示教,编程效率低。当焊接环境参数发生变化时,需要重新示教焊接过程,不能适应焊接对象和任务变化的场合,焊接精度差。
  (2)离线编程
  离线编程采用部分传感技术,主要依靠计算机图形学技术,建立机器人工作模型,对编程结果进行三维图形学动画仿真以检测编程可靠性,最后将生成的代码传递给机器人控制柜控制机器人运行。
       与示教编程相比,离线编程可以减少机器人工作时间,结合CAD技术,简化编程。国外机器人离线编程技术研究成熟,各工业机器人产商都配有各自机器人专用的离线编程软件系统。比如ABB的Robot studio仿真编程软件,既可以做仿真分析又可以离线编程。离线编程能够构造模拟的焊接环境,依据工况条件,应用CAD技术构造相应的夹具、零件和工具的几何模型。但缺乏真实焊接环境的传感数据,所构造的几何模型对真实焊接目标也只是部分的描述,在焊接过程中必须做出偏差调节,因此离线编程难以描述真实的三维运动,不是特别可靠,在焊接过程中必须进行实时的偏差控制以满足焊接工艺的要求。
  (3)自主编程
  自主编程技术是实现机器人智能化的基础。自主编程技术应用各种外部传感器使得机器人能够全方位感知真实焊接环境,识别焊接工作台信息,确定工艺参数。
  自主编程技术无需繁重的示教,减少了机器人的工作时间和工人的劳动时间,也无需根据工作台信息实时对焊接过程中的偏差进行纠正,大大提高了机器人的自主性和适应性而成为未来机器人发展的趋势。
  目前,常用的传感器有视觉传感器、超声波传感器、电弧传感器、接触式传感器等使机器人具备视觉、听觉和触觉等。
  机器人的视觉传感器主要应用电荷藕合器件(CCD一一Charged Coupled Device)摄像机模拟人眼获取外部信息,具备与工件无接触、抗电磁干扰、检测精度高、获取信息丰富等优点。超声波传感器价格低廉、测距方向性好,但是超声波易受焊接噪声、保护气流因素的干扰而衰减,影响测量精度。电弧传感器则充分利用焊接过程的电弧参数对焊缝进行测量,不需要附加其他传感器就可以计算出焊枪与工件之间的距离,广泛应用于对称坡口焊缝如V型焊缝的焊接,对于复杂焊缝无良好检测能力。
      接触式传感器依靠探针沿焊缝运动,检测探针的偏移得到焊枪与焊缝之间的偏差,传感器价格低廉、原理简单、方便实现。但是随着探针磨损和变形的加剧,检测精度逐步降低,对于复杂焊缝以及高速焊接场合检测能力一般。
  对比而言,视觉传感器采集自然光焊缝图像、激光结构光图像和电弧光图像,激光传感器单色性好、亮度高,对焊接过程的视觉采集起到很好的辅助作用,对复杂焊缝检测能力良好。因此,具有视觉检测能力的焊接机器人更能适应环境变化,实现机器人智能化。


      以上是悦普达自动化总结的工业自动焊接机器人编程技巧及3种主要方法,如您还有其他问题可以联系我们的工程师,为您排忧解难!

 

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