弧焊机器人系统的配置及程序的设计
目录
引言 1
一. 机器人本体安装方式 2
1.ABB IRB 2600弧焊机器人 2
2.IRB 1600ID弧焊机器人 3
3．机器人的安装 3
二．弧焊的工作过程及参数的设定 4
1．工作过程 4
2．参数的设定 4
三．控制柜 5
1．DX100的参数设定 6
2．DeviceNet的功能创建方法 6
3．ProfiBus的建立 6
四．焊接设备 7
1．焊接电源 7
2．送丝机 7
3．焊枪、防碰撞器、清枪装置及焊烟除尘装置 8
五．弧焊机器人的程序设计 10
1．弧焊常用指令 10
2．定义I/O板 10
3．定义I/O信号 11
4．部分弧焊主程序 11
5．SmarTac寻位功能 13
6.焊缝寻位基本动作 14
总结 16
参考文献 17
谢 辞 18
一 引言
随着中国工业的发展，对工业机器人的需求日益增加，国内外在针对工业机器人的研究下都投入了大量的人力物力，而焊接成为了工业机器人应用中最为重要的领域之一。在焊接中，弧焊的应用又是占有着很大的比例，除了我们经常见到的汽车行业外，还有船舶，重工业等等。现在，在我国市场中占有一定地位的主要有三个系列的机器人，国产、日系和欧系。其中，欧系的KUKA、ABB，日系的安川、松下、川崎以及国产的新松机器人都在业内拥有了一定的声望。
弧焊机器人分为熔化极焊接和非熔化极焊接两种类型，可以长期的进行焊接作业，在提高焊接的生产率的同时还可以保障产品的高生产率以及产品的高稳定性。在研究的深入下，弧焊机器人正向着智能化的方向发展，主要优点如下：
?1.高质量、高稳定性。
? 2.24h不停歇的工作，使工作效率大大的提高。
? 3.能在任何高危恶劣的环境下工作，减少人身伤害。
? 4.减少资金的投入。
? 5.可实现
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接的生产率的同时还可以保障产品的高生产率以及产品的高稳定性。在研究的深入下，弧焊机器人正向着智能化的方向发展，主要优点如下：
?1.高质量、高稳定性。
? 2.24h不停歇的工作，使工作效率大大的提高。
? 3.能在任何高危恶劣的环境下工作，减少人身伤害。
? 4.减少资金的投入。
? 5.可实现小批量产品焊接自动化。
本文主要研究了弧焊机器人的主要配置，包含了机器人主体的选型，控制柜的参数介绍，还有一些焊接设备以及程序，从最根本上去了解，剖析弧焊机器人系统。
二 机器人本体安装方式
1.ABB IRB 2600弧焊机器人
图1-1 IRB 2600机器人
以(图1-1) IRB 2600机器人为例，全新的紧凑型设计,使机器人的最高荷重可达20KG，并使其在物料搬运、上下料以及弧焊应用中的工作范围得到最优化. IRB 2600具有同类产品中最高的精确度及加速度，可确保高产量及低废品率从而提高生产率。另外IRB2600还拥有灵活的安装方，包括落地安装、斜置安装, 壁挂安装, 倒置安装以及支架安装, 有助于减少占地面积以及增加设备的有效应用. 壁挂式安装的表现尤为显著. 这些特点使工作站的设计更具创意，并且优化了各种工业领域及应用中的机器人占地面积。最后，IRB2600机器人有三款子型号，其中两款机器人是短壁型的，它们的臂展只有1.65m，而她们的有效负荷是12kg和20kg，另外一款机器人是长臂型的，臂展有1.85m那么长，它的有效负荷是12kg。配备IRC5控制器，能够有效的缩短工作周期，提高生产率。弧焊—集成在机器人手臂上的送丝机构，配合IRC5使用的弧焊功能以及专利的单点编程示教器，适合弧焊的应用。
2.IRB 1600ID弧焊机器人
图1-2 IRB 1600ID机器人
一款专门为了弧焊而设计的机器人，（图1-2）中的IRB 1600ID，这款机器人线缆包供应弧焊所需要的全部介质，包括电源，焊丝，保护气和压缩空气等。机器人背负线缆的集成式的设计使得机器人的外在设计空间变小，当机器人焊接夹具相对复杂的时候，这种设计就增加了机器人实际工作范围，更重要的是，机器人与夹具发生碰撞时，内嵌的电缆可以避免损伤。使其拥有更广的工作范围。传统的机器人因为背负的电缆暴露在外面，运动的路线很难预测到，编程出现“盲点”，程序员需要有很强的想象力才能保证附件在作业中不会跟其他物件发生碰撞和干扰，而这款机器人则没有上面提到的问题，具有更简化的机器人编程。
3．机器人的安装
机器人的安装基于初期的设计图纸，根据布局图来安装机器人，机器安装第一步是底座的安装，首先在地面上根据实际尺寸画线，画出机器人底座的位置，然后将机器人底座吊装到线内，机器人底座的固定依靠爆炸螺钉，用冲锋电钻将爆炸螺钉打入地下即可固定底座，机器人本体安装也是要依靠吊装，吊装方式机器人本体上有图显示，吊
装完成拧紧螺钉就完成了吊装工作。接下来的安装就是本体和控制柜的连接，机器人本体自带两根电缆，一根动力电缆，一根转数计数器电缆，这两根线先要连接，然后还有一根用户电缆要连入控制柜内部。最后将示教器电线接到控制柜上，就完成了安装。最后引入380V交流电到机器人控制柜，完成之后机器人就可以开机做调试。
三．弧焊的工作过程及参数的设定
1．工作过程
如图3-1所示，焊件通过人工或则机械作用传输至焊接工位后，运用工装夹具将工件加紧定位好，在开始焊接之前，机器人利用安装在机械手前端的视觉传感器观察、识别焊接的环境、要求，得到关于焊件的形状、结构的信息。通过得到的信息，知识库单元和仿真单元将选择适合的焊接工艺参数和控制方法当确定任务可以实施之后。利用安装在机械手前端的视觉传感器在一定工作范围内搜寻初始焊接位置，初始焊接位置确定之后焊缝引导单元将自主引导机器人焊枪到达初始焊接位置。焊接开始之后，我们利用视觉传感器随时观察熔池的变化，判断熔池变化的状态,选择适当的控制方式。
图3-1 机器人焊接
2．参数的设定
在焊接的时候，会有起弧、摆弧和收弧的动作。所谓起弧跟收弧，就是控制焊接开始前和结束后的吹保护气的时间长度，可以保证焊接时的稳定性和焊缝的完整性，需要设定的几个参数有：【Purge_time】(清枪吹气时间）、【Preflow_time】(预吹气时间）和【Postflow_time】(尾气吹气时间）。而摆弧是指机器人焊枪在焊接过程中的摆动，在焊接时，有些焊缝的宽度已经大大的超出了焊丝的直径，这时候就可以通过焊枪的摆动来填充焊缝，设定摆弧参数就可以控制机器人实现摆弧动作，需
引言 1
一. 机器人本体安装方式 2
1.ABB IRB 2600弧焊机器人 2
2.IRB 1600ID弧焊机器人 3
3．机器人的安装 3
二．弧焊的工作过程及参数的设定 4
1．工作过程 4
2．参数的设定 4
三．控制柜 5
1．DX100的参数设定 6
2．DeviceNet的功能创建方法 6
3．ProfiBus的建立 6
四．焊接设备 7
1．焊接电源 7
2．送丝机 7
3．焊枪、防碰撞器、清枪装置及焊烟除尘装置 8
五．弧焊机器人的程序设计 10
1．弧焊常用指令 10
2．定义I/O板 10
3．定义I/O信号 11
4．部分弧焊主程序 11
5．SmarTac寻位功能 13
6.焊缝寻位基本动作 14
总结 16
参考文献 17
谢 辞 18
一 引言
随着中国工业的发展，对工业机器人的需求日益增加，国内外在针对工业机器人的研究下都投入了大量的人力物力，而焊接成为了工业机器人应用中最为重要的领域之一。在焊接中，弧焊的应用又是占有着很大的比例，除了我们经常见到的汽车行业外，还有船舶，重工业等等。现在，在我国市场中占有一定地位的主要有三个系列的机器人，国产、日系和欧系。其中，欧系的KUKA、ABB，日系的安川、松下、川崎以及国产的新松机器人都在业内拥有了一定的声望。
弧焊机器人分为熔化极焊接和非熔化极焊接两种类型，可以长期的进行焊接作业，在提高焊接的生产率的同时还可以保障产品的高生产率以及产品的高稳定性。在研究的深入下，弧焊机器人正向着智能化的方向发展，主要优点如下：
?1.高质量、高稳定性。
? 2.24h不停歇的工作，使工作效率大大的提高。
? 3.能在任何高危恶劣的环境下工作，减少人身伤害。
? 4.减少资金的投入。
? 5.可实现
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
接的生产率的同时还可以保障产品的高生产率以及产品的高稳定性。在研究的深入下，弧焊机器人正向着智能化的方向发展，主要优点如下：
?1.高质量、高稳定性。
? 2.24h不停歇的工作，使工作效率大大的提高。
? 3.能在任何高危恶劣的环境下工作，减少人身伤害。
? 4.减少资金的投入。
? 5.可实现小批量产品焊接自动化。
本文主要研究了弧焊机器人的主要配置，包含了机器人主体的选型，控制柜的参数介绍，还有一些焊接设备以及程序，从最根本上去了解，剖析弧焊机器人系统。
二 机器人本体安装方式
1.ABB IRB 2600弧焊机器人
图1-1 IRB 2600机器人
以(图1-1) IRB 2600机器人为例，全新的紧凑型设计,使机器人的最高荷重可达20KG，并使其在物料搬运、上下料以及弧焊应用中的工作范围得到最优化. IRB 2600具有同类产品中最高的精确度及加速度，可确保高产量及低废品率从而提高生产率。另外IRB2600还拥有灵活的安装方，包括落地安装、斜置安装, 壁挂安装, 倒置安装以及支架安装, 有助于减少占地面积以及增加设备的有效应用. 壁挂式安装的表现尤为显著. 这些特点使工作站的设计更具创意，并且优化了各种工业领域及应用中的机器人占地面积。最后，IRB2600机器人有三款子型号，其中两款机器人是短壁型的，它们的臂展只有1.65m，而她们的有效负荷是12kg和20kg，另外一款机器人是长臂型的，臂展有1.85m那么长，它的有效负荷是12kg。配备IRC5控制器，能够有效的缩短工作周期，提高生产率。弧焊—集成在机器人手臂上的送丝机构，配合IRC5使用的弧焊功能以及专利的单点编程示教器，适合弧焊的应用。
2.IRB 1600ID弧焊机器人
图1-2 IRB 1600ID机器人
一款专门为了弧焊而设计的机器人，（图1-2）中的IRB 1600ID，这款机器人线缆包供应弧焊所需要的全部介质，包括电源，焊丝，保护气和压缩空气等。机器人背负线缆的集成式的设计使得机器人的外在设计空间变小，当机器人焊接夹具相对复杂的时候，这种设计就增加了机器人实际工作范围，更重要的是，机器人与夹具发生碰撞时，内嵌的电缆可以避免损伤。使其拥有更广的工作范围。传统的机器人因为背负的电缆暴露在外面，运动的路线很难预测到，编程出现“盲点”，程序员需要有很强的想象力才能保证附件在作业中不会跟其他物件发生碰撞和干扰，而这款机器人则没有上面提到的问题，具有更简化的机器人编程。
3．机器人的安装
机器人的安装基于初期的设计图纸，根据布局图来安装机器人，机器安装第一步是底座的安装，首先在地面上根据实际尺寸画线，画出机器人底座的位置，然后将机器人底座吊装到线内，机器人底座的固定依靠爆炸螺钉，用冲锋电钻将爆炸螺钉打入地下即可固定底座，机器人本体安装也是要依靠吊装，吊装方式机器人本体上有图显示，吊
装完成拧紧螺钉就完成了吊装工作。接下来的安装就是本体和控制柜的连接，机器人本体自带两根电缆，一根动力电缆，一根转数计数器电缆，这两根线先要连接，然后还有一根用户电缆要连入控制柜内部。最后将示教器电线接到控制柜上，就完成了安装。最后引入380V交流电到机器人控制柜，完成之后机器人就可以开机做调试。
三．弧焊的工作过程及参数的设定
1．工作过程
如图3-1所示，焊件通过人工或则机械作用传输至焊接工位后，运用工装夹具将工件加紧定位好，在开始焊接之前，机器人利用安装在机械手前端的视觉传感器观察、识别焊接的环境、要求，得到关于焊件的形状、结构的信息。通过得到的信息，知识库单元和仿真单元将选择适合的焊接工艺参数和控制方法当确定任务可以实施之后。利用安装在机械手前端的视觉传感器在一定工作范围内搜寻初始焊接位置，初始焊接位置确定之后焊缝引导单元将自主引导机器人焊枪到达初始焊接位置。焊接开始之后，我们利用视觉传感器随时观察熔池的变化，判断熔池变化的状态,选择适当的控制方式。
图3-1 机器人焊接
2．参数的设定
在焊接的时候，会有起弧、摆弧和收弧的动作。所谓起弧跟收弧，就是控制焊接开始前和结束后的吹保护气的时间长度，可以保证焊接时的稳定性和焊缝的完整性，需要设定的几个参数有：【Purge_time】(清枪吹气时间）、【Preflow_time】(预吹气时间）和【Postflow_time】(尾气吹气时间）。而摆弧是指机器人焊枪在焊接过程中的摆动，在焊接时，有些焊缝的宽度已经大大的超出了焊丝的直径，这时候就可以通过焊枪的摆动来填充焊缝，设定摆弧参数就可以控制机器人实现摆弧动作，需
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